生物学家王宏伟与他的“学习飞翔的一群猫”

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王宏伟,1974年生,中国共产党党员,清华大学生命科学学院院长,教授,博士生导师,化学—生物大类首席教授。2009年,被美国耶鲁大学聘为Tenure-Track助理教授;2010年底,回到清华大学生命科学学院全职任教至今。二十多年来,在核酸—蛋白质复合物、细胞骨架以及冷冻电子显微学领域作出多项重大科研突破,曾在Cell、Nature等国际顶尖学术期刊发表多篇论文。国家杰出青年科学基金获得者,曾荣获第十一届谈家桢生命科学创新奖,北京市优秀教师、北京市师德榜样等荣誉称号,荣获清华大学优秀共产党员称号,两次荣获清华大学先进工作者称号,连续两次荣获清华大学“良师益友”称号。

1992年,王宏伟考入清华大学生物科学与技术系。或许当时的他还未意识到,从那时起他便与生物结下了不解之缘,并将在生命科学领域上下求索。2009年,在美国深造多年的王宏伟被耶鲁大学聘为分子生物物理与生物化学系Tenure-Track助理教授。正当在学术界开启独立研究生涯、科研事业处于上升期时,王宏伟作出了一个大胆决定:回国发展。“我一直希望能为祖国和母校作出贡献。这些年,国家对基础研究和交叉学科领域的投入日益增加,也让科研人员更为坚信回国后能发挥更大的作用。” 2010年12月,王宏伟回到清华大学生命科学学院全职任教,主攻应用冷冻电子显微镜技术,研究生物大分子复合体的结构与分子机理。

“你的对照组实验呢?”

王宏伟对待科研的态度和做实验的风格深深影响着每一位学生。作为生命科学学院院长,并且担任中国生物物理协会冷冻电子显微学分会理事长、结构生物学高精尖中心副主任等学术兼职,王宏伟行政事务繁忙,是大家经常开玩笑说的“四面八方,来回奔波”的人。但是,他每周至少用一天时间,和每个课题小组的每一位成员讨论课题。无论是尚未确定导师的研究生新生,还是在实验室科研训练的本科生,王宏伟都会一一了解在过去的一周学生们有什么课题进展或者困难。他在和学生们讨论课题时,有一句口头禅:“你的对照组实验呢?”因为,他坚信,一位优秀的科学家是时刻留意对照组实验的设计和结果的科学家。

王宏伟实验室所投出的每一篇文章、做出的每一项科研成果都体现着他对科研近乎强迫症般的严谨和投入。一篇文章,经过他的手后,往往被标注得密密麻麻。在他眼里,没有完美的科研结果和科研论文,只有不断突破现状的提高与升华。针对已经写就的科研文章,他会想怎么再进一步提高,敦促学生再补充实验数据;面对课题进展出现困难的学生,他总是以一种鼓励和欣赏的态度帮助学生,甚至推开所有其他活动陪学生一起做实验、分析问题。有一次,一位学生的课题进展缓慢,在课题讨论中心情比较压抑。王宏伟了解后说:“我们一起把这个实验从头到尾做一遍吧!”从当天下午一直到午夜12点,王宏伟一直和那位学生守在实验台旁边做实验,然后一起分析实验结果。生活中的他,严格要求自己,严谨坦荡。无论是课题讨论,还是日常吃饭聊天,他都会引导学生们往更深处思考,到最后连他自己也不知道答案的时候,就会坦然地说:“不知道,这需要你们去探索”。王宏伟曾说:“在我的教师生涯中,有两件事让我最开心,一是我的学生做了一个漂亮的报告,二是学生的科研实验有了新的发现。”

冷冻电镜下的“十年磨一剑”

阿基米德曾言:给我一个支点,我就能撬动地球。对于王宏伟来说,给他一台冷冻电镜,他愿意用一生的科研生涯去研究生物大分子结构机制,探索生物界的奥秘。王宏伟从本科毕业设计进入这个领域,迄今已经二十多年,见证了这个领域的寂寥与热闹,并一直不忘初心,持续前行。他所在的实验室在核酸—蛋白质复合物的冷冻电镜结构与分子机制研究、细胞骨架、冷冻电镜方法学开发等方向作出了多项重大科研突破。在2018年4月,王宏伟课题组在Cell杂志在线发表了一项“十年磨一剑”的成果。在这项工作中,他们解析了hDicer及其RNA底物复合体的冷冻电镜结构,首次在分子水平上为hDicer如何对上千种序列和结构不同的pre-miRNA实现非常类似的精确加工生成22bp小RNA的机制提供了可能的解释,是RNA干扰领域中“具有里程碑意义的工作”。当王宏伟还在美国做科研的时候,就开启了这项工作。在过去的十年里,他带的学生换了一批又一批,他也一遍又一遍地鼓励着一批又一批的科研新人,勇敢地坚持啃这块“硬骨头”。另外,王宏伟实验室还首次证实:无论过焦还是欠焦的冷冻电镜数据,都可以获得高分辨率的生物样品三维重构。这一成果直接论证了冷冻电子显微镜领域的一个基础性问题,用实验结果验证了前人提出的数据收集和计算的理论,引发该领域的国际广泛讨论。正是因为王宏伟在冷冻电镜领域的长期坚持和丰硕成果,以及对国际科研合作的积极参与,他成功当选该领域国际上最负盛名的三维电镜Gordon Research Conference的大会主席(2019年)。

谈及多年科研心得,王宏伟认为,首先,要有一丝不苟的精神。其次,要具备批判性思维,敢于打破惯性与陈规,敢于在科研同行面前展示自己的观点,在王宏伟看来,这也是做好科研不可或缺的品质。“已有的知识框架应该是帮助学生排疑解难,而不是限制束缚学生遐想的可能。”王宏伟珍视学生严谨认真的学习态度,同时积极鼓励大家带着发现的眼睛,时刻保有好奇探索的热情,以及天马行空、无拘无束的想象力。

“学习飞翔的一群猫”

作为一位卓有成就的结构生物学家,王宏伟不仅对生物物理学领域所涉及的基础理论和发展前沿如数家珍,并且对生物医学等许多相关方向也了然于胸。他总能快速地把握住问题的根本之处,并给予学生客观中肯的指导。他还常常嘱咐学生们,探索求知要注重其背后的原理,切勿机械地重复和模仿,而要在设计和操作时探寻其更深层次的内涵,知其然也知其所以然。

作为一名热爱讲台、喜欢和学生交流的老师,王宏伟非常看重自己的每一节课。他的课堂深入浅出、幽默活泼、互动性强。为了介绍统计学在生物科研中的应用,他让学生们猜测他的年龄,并用得到的数据当场进行统计学分析;为了讲述波谱学的知识,他提着试管,拎着反应试剂,走进教室当场演示可见光波谱的变化。

作为一位生活中的过来人、科研中的先行者,王宏伟坚持每年年底都会给实验室学生写寄语,作为对过去一年的回顾和新的一年的展望,更多的是人生的感悟和精神的分享。他曾提到,“我最关注的仍然是各位是否在做Science(科学研究)的过程中学会了寻找问题的能力、掌握了新的方法学手段、学会了Critical Thinking(批判性思维)和合理设计实验的技巧,并且Enjoy doing science,Enjoy thinking(喜欢科研,喜欢思考)。我更希望各位在读书期间学会调节自己的情绪、安排自己的时间、获得独立的思维、掌握自己的命运,为自己的未来打下一个良好的基础。”作为一名教授,他思维开阔、喜欢交流,从来不吝于将自己所掌握的技术和方法传授给别人。“如果猫把上树的本领教给了老虎,也许早就学会飞翔了。”这估计也是他们实验室的微信群名之所以叫“学习飞翔的一群猫”的原因吧!(作者:刘楠,单位:清华大学生命科学学院)

《北京教育》杂志

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