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面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,率先實現科學技術跨越發展,率先建成國家創新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設國際一流科研機構。

——中國科學院辦院方針

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王佳偉:草木間探索“無用之用”

發布時間:2022-09-27 【字體: 】【打印】 【關閉

王佳偉身上有種同齡科研人罕見的“松弛感”。

他在中科院分子植物科學卓越創新中心的個人主頁上,沒放西裝革履的證件照,只有穿著淺色棉質T恤的年輕面孔,右手托著下巴,沖屏幕前的你微笑。一束光斜斜打在臉上,你能立刻捕捉到他的“提綱”:兩只星目、一粒虎牙。

在他的字典里沒有“996”“007”,也沒有“內卷”。他每天早上把孩子送到學校再上班,傍晚把孩子接回家里,自己也就順理成章地下班了。掐指一算,他在辦公室的時間似乎比孩子的在校時間還少一點。獲得300萬元獎金的2022年“科學探索獎”后,他戲謔地一笑:“那就更不用在實驗室加班了,不是嗎?”

這個不肯“內卷”的人說:“我覺得沒必要那么拼命,科研歸根結底還是靠想法。”而他研究的那些問題,看上去的確“很有想法”。

王佳偉關注的科學問題是植物的年齡。在實驗室里,草本植物擬南芥從萌芽到種子成熟,只需要短短的8個星期。而在地球另一端的瑞典,世界上最長壽的歐洲云杉已經有9500歲,見證了人類文明發展史。

為什么有的物種朝生暮死,有的生靈天長地久?為什么年齡不可逆,不能返老還童?都說“歲月催人老”,可讓我們老去的真是時間嗎?

研究結果出來的時候,他開心得不得了:“原來答案這么簡單,是我們想得太復雜了。”

方生方死:植物“永生”的秘密

王佳偉挺喜歡“科學探索獎”這個名字。因為“探索”兩個字暗含著某種冒險精神。“大多數科學獎項,主要是認可一個人過去的工作。而這個獎似乎在鼓勵大家做一些前所未有,甚至有些‘風險’的研究。”

在“科學探索獎”的終審答辯會上,王佳偉沒有過多匯報過往成果,而是講了講自己在做什么工作,以及對未來研究方向的憧憬和創想。他講得很投入,以至于獲獎后接受《中國科學報》采訪時,他說與300萬元獎金比起來,這種跟其他科研同行暢所欲言、盡情交流的情境更讓他陶醉。

在這里,他再一次講起自己“職業生涯里最好”的工作——植物年齡不可逆的研究。

王佳偉記不清有多少次,在實驗室觀察一株擬南芥從發芽、舒展到枯萎的過程——這是世界上第一種基因組被完整測序的植物,也是王佳偉最常用到的模式生物。擬南芥僅有8周的“濃縮”生命周期,讓科學家能用最短的時間一窺天機。

此前的研究已經證明,包括植物在內的很多生物都有一個通用的年齡分子標記——miR156。miR156在幼苗中的含量很高,隨著植物生長成熟,含量則會逐漸下降。如果過量表達miR156,會讓植物停留在幼態,而降低miR156的活性,則會讓植物早熟。

那么,miR156的含量變化依據的是什么?對這個問題的探索,很多人從一開始就繞了彎路。最初,大家想當然地認為,衰老是隨著時間發展的。因為有太多因素受到時間的調控,問題不可避免變得復雜起來。

在王佳偉的預期里,他們會得到一個煩瑣的機制鏈條:“時間”調控了A—A調控了B—B調控了C……X調控了miR156……海量的數據,千絲萬縷的聯結和無窮的可能性,一度讓這個團隊困頓不前。

直到在一次集體討論中,有人靈光一現:這個過程會不會跟時間沒有關系呢?這次,他們不再與時間較勁,而是直接把擬南芥放置在低溫環境下,然后發現這株植物的生長停止了。換言之,它不再老化。

“這就是答案!”他們證明,miR156的含量與植物的絕對年齡(即絕對時間)無關,但會隨著每一次細胞分裂而不可逆地下降。也就是說,生命不是隨著時間流逝的,而是在一次次細胞分裂的過程中,走向不可避免的程序性衰老和死亡。

這個發現讓王佳偉瞬間想到了惠子,就是那位喜歡和莊子斗嘴的古代哲學家。他在“歷物十事”中有一句名言“日方中方睨,物方生方死”——太陽升至中天,也是西斜的開始;生命呱呱墜地一刻,就已經在走向死亡。

一粒種子、一顆受精卵,由細胞分裂、生長、發育、成熟、繁衍。但與此同時,細胞的每一次分裂也都在奏響通往死亡的序曲。

“大道至簡。科學最美的時候,就是最簡單的,也是與哲學最接近的。”王佳偉每次講到這個研究,都會再一次被其中蘊含的美與悲哀所震撼。

既然生物是這樣“方生方死”的,那為什么有些植物看起來能無休無止地活下去呢?世界上最長壽的那棵歐洲云杉已經9500歲了;北非加納利群島上的龍血樹也有8000歲;美國加利福尼亞州的狐尾松壽命能達到4700歲……它們“蒼老”到連年輪都無法注釋,只有通過碳14方法才能測算出高壽幾何;但它們又依然“年輕”,照舊在每一個春天里綻放新綠。

王佳偉團隊繼續追問這個問題,他們發現當春天到來時,很多樹都會從靠近根部的地方滋生很多新生的枝條。這些枝條是“幼態化”的,也就是說,哪怕歷經滄桑的千年古樹,也能不斷分蘗出如同初生嬰兒般的幼枝。

“這在動物身上是不可想象的。”王佳偉說。他們推測,在那些長壽的植物身上,既有不斷分裂的細胞,讓它展現出春生夏長、秋落冬枯的節序;也有一些長期靜止的細胞,讓它們仿佛被歲月遺忘了一般,天長日久地活下去。

除此之外,植物還有其他讓動物望塵莫及的“天賦”——有人曾在西藏林芝的百里桃林給一株桃樹做了體檢,發現這棵桃樹活了400多年,體內卻只有300多個突變——突變率極低。相比之下,人類只要活到四五十歲,基因突變就會大幅增加,隨之帶來癌變等種種風險。

這樣看來,研究植物長生的秘密,似乎也有助于延長人類的壽命。

“理論上是這樣的。”王佳偉說。研究植物的突變率為何如此之低,然后探索怎么降低人體的突變率——邏輯水到渠成。但他又說:“可我不愿意這么做。為什么要長生不老呢?地球可容納不下這么多‘不老不死’的人類。”

“人嘛,活個差不多就行了。在有限的時間里,過得開心一些就好。”在這個問題上,王佳偉的科學觀與人生觀又合流了。

“無用”之用:科學最迷人的地方

所以,王佳偉的科研工作“有用”嗎?

一些工作還是有應用前景的:他們為水稻根系繪制的單細胞圖譜,為未來通過人工定制根系提升營養吸收奠定了基礎;他們在探索把一年生的作物改造為多年生作物,比如多年生的油菜,不需要每年播種便可以連年收獲;他們試圖縮短果樹的童期,從而提升育種效率,盡快收獲果實……

他們還建立了兩種多年生的模式植物——須彌芥和糖芥,讓更多科研團隊可以探索那些一年生植物無法解答的問題。

但王佳偉并不喜歡被人問:“你做這些有用嗎?”

“幸好我們單位的領導從來不問這個問題,不然就‘完蛋’了。”中科院分子植物科學卓越創新中心(原中科院上海生命科學研究院植物生理生態研究所)既是他的母校,也是他現在工作的地方。這里鼓勵自由探索式的研究,“至少我從來沒有因為錢不夠或者領導不支持等問題,停止自己想做的工作”。

在這個足夠自由的空間里,王佳偉的大腦愈發天馬行空。其中一個想法,他甚至沒敢在“科學探索獎”的答辯會上提起。

“我想把草變成樹,把樹變成草。嘩——就像變魔術一樣,楊樹就成了‘楊草’!”他臉上又泛起那種振奮中帶點調皮的神色。

“我估計把樹變成草比較簡單,把草變成樹則比較難。”他認真地分析著,“大家普遍認為,在被子植物的進化史上,是先有木本植物,后有草本植物,把樹變成草,大概要去掉一些基因,而把草變成樹,則需要把那些基因找回來,難度完全不一樣。”

只要沒有人問出那句煞風景的“這有什么用”,王佳偉就能沉浸在這個迷人的世界里,滔滔不絕地講下去。

如果有人問了,他會這樣回答:“CRISPR發現之初,人們也沒想到它會成為全球通用的基因編輯工具。沒有計劃、充滿偶遇,意料之外、情理之中——這就是自由探索的魅力。”

在王佳偉看來,目前國內的科研工作更多是在別人建造的房子里“搞裝修”。“什么時候我們中國人能平地起高樓,把房子建好了,讓外國人進來‘裝修’,如果這樣的情況發生得越來越多,我們的科技事業就真的能騰飛了。”

令他感到欣慰的是,在整個答辯過程中,“科學探索獎”的評委都沒有問他:“這有什么用?”

評委們知道,那些乍看之下似乎“無用”的工作,正拓展著人類對世界的認知邊界。誰也不敢說,哪項“無用”的研究,不會在未來時代迸發出令人驚嘆的“大用”。

拒絕“內卷”:“松弛感”里自有哲學

全民“內卷”的時代,王佳偉幾乎是個異類。盡管他在科研的道路上不斷迎難而上,但更多情況下,他都順意而為,從不為難自己。

1995年填報高考志愿時,他的分數可以報上海交通大學的所有專業,但他沒有去追當年的熱點專業,而是全憑興趣選擇了生物學。考研的時候,他又果斷報考了植物科學方向,原因非常簡單——“不敢殺生”。

在實驗室以外,王佳偉相當享受做一個“生活”的人。得知自己獲得“科學探索獎”后,他第一時間把好消息告訴了太太,想晚上“吃得好一點”,但太太已經燒好飯了,只好作罷。至少在餐桌上,這只是平平無奇的一天。

發了頂刊也好,得了大獎也罷,他依然和往常一樣,每天傍晚6點多下班,帶頭回家“過生活”。每月可能只有一兩次參加跨時區的線上會議時,他才會留在實驗室加班。在家里,他有太多事要做:給三只“貓祖宗”鏟屎,其中一只還是收養的流浪貓;每天都負責洗碗,還堅決不買洗碗機,生怕“不能突出我對家庭的貢獻”。

為家庭作“貢獻”之余,他常常讀中國古代的哲學經典。時間倒退20多年,王佳偉絕對想不到,高考語文只拿了100分(滿分150分)的自己,日后會從植物時序中讀出老莊哲學。也許睡前讀《齊物論》和在實驗室觀察擬南芥一樣,都能幫助一位科學家接近真理。

王佳偉似乎從不在意花了多少時間在科研上,既不焦慮,也不標榜。

他喜歡講在德國馬克斯·普朗克研究所做博士后期間的見聞。在那里,一流科學家們用于聊天和討論的時間比做實驗的時間還長。

一名印度來的博士后給他留下了極其深刻的印象。此人每天上午10點多才到實驗室,到了之后也不立刻開始辦公,而是端杯咖啡,從實驗室最東邊慢慢悠悠晃到最西邊,和每位科學家“閑聊”。等到咖啡喝完了,也就到了午飯時間。

“好家伙,來了一上午,還沒開始做實驗呢!”在當時的王佳偉看來,這位“老印”的時間管理完全不可理喻。像這里許多勤奮的東亞科學家一樣,王佳偉每天在實驗室埋頭苦干十幾個小時,希望做出更多成果來。

一段時間后,王佳偉發現“老印”的文章居然發得不錯,仔細一看,這些文章不少都帶著當初“閑聊”的影子。他意識到,太過忙碌的自己,反倒很少暫停下來,去思考真正重要的問題。

如今,作為導師的王佳偉更珍視與學生討論的時刻。他的辦公室沒安飲水機,每次去學生們的休息室打水,遇到誰,就和誰聊聊手頭的工作。許多電光石火的靈感就誕生于這間小小的休息室。

“你會意識到,偉大的發現往往迸發于不經意的時刻。”

一身“松弛感”的王佳偉并不會常常把“熱愛”“理想”“追求”這些詞掛在嘴邊。相比之下,他更喜歡用“享受”“靈感”“美”這樣的詞匯。

“事先規劃好的東西,總是比不上意外闖進腦海的東西那么美麗。”

“我想我們需要更多地享受科研。我們有這樣好的條件,應該去做一些別人想不到、不敢做的事情。哪怕失敗,我也寧可光榮地失敗。”

莊周在《逍遙游》里寫過一棵叫“樗”的大樹。惠子說它“不中繩墨”“不中規矩”,而莊子則說,何不把這棵樹種在廣闊無邊的曠野上,然后悠然自得地徘徊于樹旁、逍遙自在地躺臥于樹下呢?

這或許是一種美麗的巧合。王佳偉喜歡的莊子和惠子,通過一棵樹來辯論“無用之用”的哲學;而他則在無數草木的生死枯榮間,在“無用”與“大用”之間,探索著生命意味深長的秘密。

(原載于《中國科學報》 2022-09-27 第4版 高教聚焦)

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