“你這么努力做科研，什么時候發表一篇Science？”周安琪剛進入實驗室時，同門曾這樣調侃她。誰也沒想到，6年后，當初的玩笑話竟成了現實。
近日，美國加州大學圣地亞哥分校化學工程專業的博士生周安琪，收獲了人生中的第一篇Science文章。該研究揭示了獨特的植物激素合成途徑及其演化機制，周安琪的導師、加州大學圣地亞哥分校教授李嫣然是通訊作者。審稿人評價：“這篇論文讓我眼前一亮！”
事實上，論文的發表在大家的意料之中。在實驗的關鍵時刻，周安琪往往會連續工作15個小時以上。“無論凌晨幾點的校園我都走過。”周安琪坦言。
在實驗室專注做實驗的周安琪。受訪者提供
前所未有的發現
植物的生長發育和對環境的適應由一些小分子激素調控。想象植物像鄰里間的居民，它們會通過特殊的信號語言與周圍環境和生物交流，這種“語言”包括一些微小的化學分子。
然而，一些“壞鄰居”（如寄生植物）也會“偷聽”這種信號，從而破壞植物的根系，掠奪養分導致作物減產。因此，植物演化出了多種獨腳金內酯（SL）結構來適應這些壓力。
通常，獨腳金內酯可以作為植物發出的一種“求救信號”：在養分缺乏（如氮或磷不足）的條件下，植物會通過根部分泌獨腳金內酯，吸引土壤中的有益微生物協助補充養分。除此之外，獨腳金內酯還是一種新型的重要植物激素，用來調控植物自身的生長，影響枝條數量和根系結構、抗旱能力和衰老等特性。
可見，獨腳金內酯在植物生長發育過程中起著至關重要的作用。不過，圍繞其生物合成過程以及不同獨腳金內酯的調控作用機制等方面，仍有很多未解之謎。
用于測試新型獨腳金內酯生物功能的模式植物——擬南芥。攝影：David Baillot，加州大學圣地亞哥分校雅各布斯工程學院
為了清晰地研究獨腳金內酯的合成途徑，周安琪采用了“微生物細胞工廠”的方法。“可以想象，將植物來源的獨腳金內酯合成系統搬進微生物細胞里，就像是把一套復雜的家用電器拆解后組裝到工業流水線上，效率更高，研究也更加方便。”周安琪告訴《中國科學報》。
得益于該方法，周安琪敏銳地捕捉到一個現象：一種之前未被描述的非典型獨腳金內酯（16-OH-CLA），其由一類新的P450酶亞家族（CYP722A）催化合成。觀察到結果，周安琪又驚又喜：“這是目前發現的唯一一種只能在植物的地上部分檢測到的獨腳金內酯，這不同于所有已知獨腳金內酯主要在根部分布的特點！”
基于以上發現，周安琪等人利用合成生物學的方法，構建了一個可以高效生產獨腳金內酯的“微生物聯合體”。周安琪介紹，通過運用多種代謝工程學、合成生物學上的聯合優化策略，他們成功將獨腳金內酯的產量大幅提升了125倍，不僅加速了未知代謝物的結構解析過程，也為開發和研究難以通過化學方法合成或從植物中提取的低豐度的植物次生代謝產物提供了新技術。
該研究發現拓展了學界對獨腳金內酯的多樣化功能的認知，為理解陸地植物是如何逐步適應復雜土壤環境的進化過程提供了新視角。這不僅為農業上控制寄生植物奠定了理論基礎，也有助開發出新的生長調節劑或改良植物適應性的方法。
審稿人評價道：“我審過很多文章，很難有一篇文章能讓我感覺很興奮，這篇文章則讓我眼前一亮！”
在2升的搖瓶中培養發酵“微生物聯合體”以實現獨腳金內酯的高效生產。攝影：David Baillot，加州大學圣地亞哥分校雅各布斯工程學院
導師是課題組氣氛擔當
在這項研究中，周安琪也經歷了很多低迷時刻。
讓她最頭疼的是，明明有時候做出滿意的結果，但用同樣的方法再做一遍，卻什么也做不出來了。每當遇到實驗瓶頸，導師李嫣然總是給予她充分的支持和鼓勵：“你可能最近壓力太大了，休息幾天再做，或許有不一樣的結果。”
在周安琪眼里，導師是實驗室的氣氛擔當，“導師來實驗室討論課題的時候，總會捕捉到生活中的小細節，經常夸我們。比如，‘換發型啦？真不錯’‘你做的美甲真好看’”。往往不經意間的夸獎，會一掃他們科研上的疲憊。
此外，李嫣然還是每個學生成長和高光時刻的見證者和記錄者。無論學生進組、畢業，還是參加了一次會議、發表了一篇論文，她把這些通通都放在實驗室的主頁上，“Thanks everyone! Great job and so proud of you all!”“Congratulations and Good Job!”……這些都是李嫣然對學生發自內心的祝福和鼓勵。
李嫣然實驗室主頁
“朝氣蓬勃的導師，暮氣沉沉的學生。”周安琪打趣道，“我們取得了某個成就，導師比我們還要激動。我們實驗室的人都比較內斂，可以說導師是我們當中最‘活潑’的。”
不過，平日里李嫣然也是極其嚴格和負責的導師。如果發現學生的實驗進度慢或者科研存在懈怠，她會嚴厲地指出來，并要求學生改正。值得一提的是，去年李嫣然選擇從加州大學河濱分校換到加州大學圣地亞哥分校任教，實驗室的所有學生都跟她一起“跳”到了新學校。
前路漫漫亦燦燦
在投身自己熱愛的征程中，周安琪展現的是堅毅和獨立。
在實驗的關鍵時刻，周安琪經常會連續工作15個小時以上。“如果實驗上一個步驟沒做好的話，可能前幾天的辛苦都白費了。”因此，周安琪不能讓自己停下來，“受挫之后睡一覺，第二天起來繼續做實驗”。
“無論凌晨幾點的校園我都走過。”對于周安琪的努力和付出，導師都看在眼里。很多時候，導師都勸她不要再熬夜了，但拗不過她，只能語重心長地告訴她：“Study hard，play hard。努力平衡科研和生活，適當放松和休息。”
今年是周安琪讀博的第7年，原本她打算博士第6年畢業。因跟隨導師搬到新學校，周安琪需要重修一些課程，這意味著她的畢業時間要往后延幾年。相較于同齡人，周安琪的科研之路顯得有點漫長，但她絲毫沒有為年齡和畢業而感到焦慮，“大家都巴不得早日畢業，但我覺得當學生挺好的，可以一直純粹地做我所熱愛的科研。”
周安琪生活照。受訪者提供
在異國他鄉，周安琪的動手能力與日俱增。電腦打不開的時候，高昂的人工費讓她望而卻步，因此她選擇遠程找國內的朋友幫忙。打開電腦后蓋，修理復雜的線路……經過她的一番操作，電腦奇跡般地被修好了。除此之外，還有修下水道、學車買車、自己做飯……不知不覺中，周安琪也成為了無所不能的“留子”。
“永遠樂觀，永遠積極向上。”談起做科研的心態，周安琪表示，對于未知的事情，不要焦慮或抱有過高的期待，要著眼當下，還要有腳踏實地的勇氣，“我永遠堅信車到山前必有路，向前看，前路漫漫亦燦燦”。
參考鏈接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adp0779
https://liyanranlab.weebly.com/people.html
本文鏈接：讀博7年終獲重要成果，她說：完全沒有年齡焦慮http://www.lensthegame.com/show-11-16949-0.html
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