张炼辉教授——长江学者、国家千人计划专家

时间:2017-01-13浏览:24设置

  张炼辉:致病信号拦截者 群体感应研究开路人

张炼辉教授指导学生做实验

       张炼辉教授从事微生物学与生物技术研究,是微生物群体感应研究领域的奠基者之一,2002年获新加坡国立大学“杰出研究员奖”,荣获“新加坡2005年度国家科学奖”。华南农业大学长江学者讲座教授。2006年2月被教育部聘为华南农业大学植物病理学学科“长江学者讲座教授”,2011年6月入选广东省引进领军人才,同年8月入选第六批“千人计划”引进人才(创新人才长期项目)。张炼辉教授被认为是微生物群体感应研究领域的奠基者之一,在群体淬灭及群体感应方面取得了一系列突破性成果。

归国返校 爱校情深信号的释放者


2011年11月,张炼辉正式成为华南农大的一名教授。尽管从2006年开始,他作为兼职教授、“长江学者”讲座教授已经回校讲学、合作科研攻关,但真正回归阔别23年的母校怀抱,张炼辉还是感慨万千,往事像信号一样幅度连续地闪进脑海:1978年初到华农读书时,那张只得了5分(满分为100分)的英语摸底考试试卷;1982年读硕士期间,那辆到广州各大高校查找课题有关最新进展及实验方法骑烂的自行车;1988年,即将赴澳大利亚阿德雷德大学读博前给学生上的最后一堂课……


回校前,他已是国际上研究微生物群体感应和淬灭的著名研究机构——新加坡分子和细胞生物学所微生物群体感应实验室主任和首席科学家,新加坡2005年度“国家科学奖”得主。毫无疑问,新加坡有着更为先进的实验设备、优渥的学术待遇和更加开明的学术氛围。但张炼辉还是选择了归国返校。旁人追问其原因,期待一个华丽动人的答案,不料他回答得简单干脆:“我在澳大利亚学习工作了十年,在新加坡工作了十多年,我想我该为自己的国家做一点贡献了!母校培养了我,我也该出一份自己的力量让她变得更好!”


语言质朴,行动更为直接。回校后,他紧锣密鼓组建团队,针对农业领域中近年来倍受关注的新致病小种出现频率快、抗药性问题日益严重,病害损失居高不下等研究热点开展深入的基础研究。实验室,他聚精会神地指导学生进行信号提取分离鉴定,深夜来临;会议室,他与团队热烈讨论解析微生物群体通讯网络功能,晌午已过;电脑前,他埋首研究群体淬灭酶的文献资料,晨昏不分……功夫不负有心人,2013年,他联合本校其他老师组建了“广东省微生物信号与作物病害防控重点实验室”;2014年,他协助学校成功引进本校第一个广东省创新创业团队;2015年,以张炼辉为首席科学家,我校牵头申报的“微生物群体感应通讯系统与病害防控基础研究”项目通过科技部组织的国家重点基础研究发展计划项目评审,获得3800万元专项经费资助,真正实现了我校主持国家973计划项目零的突破。


取得如此成绩,当笔者向他祝贺并约访时,他却低调谦虚地嘱咐:“我还没为学校做出什么成果,成就比我大的华农老师很多,应该采访他们!”朴实的语言和实干的行动,正释放出张炼辉爱校情深的信号。



教书育人 华农师道信号的传递者



2012年初,当张炼辉携新开设的《分子植物病理学》这门课站上讲台时,望着台下一群如自己当年一样对知识如饥似渴的学生,他清楚地知道应该教会学生什么。因为恩师教诲的声音信号一直回响在耳边:


“自己的作品就像自己的孩子一样,必须认真严谨地对待!”本科阶段的李秉滔教授请张炼辉帮忙抄写论文草稿去投稿,一再嘱咐他。如此一来,张炼辉见识了李教授写文章、改文章一遍又一遍的认真劲。


“必须要全面了解研究领域的发展和前沿问题,这样才能开阔视野,活跃思维。”指导张炼辉本科毕业实验的刘有美老师为了让学生本科毕业论文选题更准,研究更深入,专门做了一场专题讲座,毫无保留地将自己所知所学传授给学生。老师一席话点醒了张炼辉,从此他养成大量阅读文献了解最新进展的习惯。


“我有两个研究方向的课题,你可以选择你感兴趣的大胆去做!”硕士导师林孔勋教授尊重学生兴趣,鼓励自由发挥。正因为此,张炼辉完全出于强烈的好奇心及对化学的兴趣,选取探讨杀菌剂对不同植物产生选择性药害的机理作为自己的硕士论文研究方向,从而为他打开了探索微生物微观世界研究的奥妙之门。


“认真”“毫无保留地传授知识”“尊重兴趣和爱好,鼓励学生自由发挥”,恩师们点燃传道授业的火把,照亮了张炼辉学术科研之路;他也接过这神圣的衣钵,将华农教师教书育人的优良传统传递下去。工作再忙,张炼辉坚持通过课堂、每两周的实验总结汇报会、邮件、微信等各种方式,及时为学生指点迷津。已毕业的博士生、他现在的助手周佳暖打趣说:“老师回复邮件非常快,尤其当你问的是学术科研问题。”当学生们谈起张炼辉的教书育人风范,情节居然与他对恩师的回忆惊人相似:


“从我的初稿到投稿,张老师至少要修改五遍以上。他非常细致,逐字逐句修改,甚至字母漏了都能发现。”2013级博士刘诗胤谈起自己以第一作者发表的论文过程,他说正因为老师认真,自己对待科研学术不敢有半点马虎。


“感谢您一次又一次地帮我学习独立,教我如何做一名真正的科学家,还给我提供宝贵的机会去新加坡交流学习,让我在更高的平台上、更宽的领域中,向更多优秀的研究人员学习讨教。”2012级博士程莹莹刚论文答辩完毕,她在致谢中动情写道。她能够继续深造,得益于老师毫无保留地传授和培养。


“我在实验室第一次见到张老师,他对我说:‘你这么早就进实验室做实验,有干劲,我喜欢这样的学生!’当时能得到老师的肯定,非常开心,开始有了想做科研的想法。”廖立胜是2014级博士,但其实他在2010年大三进实验室时就得到了张老师的鼓励。此后跟着张老师做科研的过程中,张老师对科研的执着与坚定更是打动了他。“一次无意间聊天时,我说起一个实验中的小问题,不知道用什么方法证明。过了两个月,张老师突然叫我去他办公室,一进门就兴奋地对我说:‘我昨天散步时突然想到有一个简单的方法可以帮你完成实验,你可以试试;虽然不是很正规的方法,但是不管黑猫白猫能抓到老鼠就是好猫嘛!’我很惊讶地望着他,连我自己都差点忘记的事情,老师却一直记着!”



执着科研 微生物群体感应信号的破译者



在国际生物学家专家的严格评审中,同行专家这样评价张炼辉:一个非凡的科学家,微生物群体感应的世界级专家,开创了微生物研究的新领域。张炼辉之所以能够赢得如此赞誉,源于他在群体淬灭及群体感应方面取得的一系列突破性成果:


1993年,张炼辉发现及鉴定了农杆菌控制致病基因转移的AHL类信号,并首次提出该类信号是广泛存在于微生物界的调控机制,为一年后其他科学家提出群体感应(Quorum Sensing)的概念准备了基础。

2000年,张炼辉带领团队首次发现并鉴定了两类分解AHL群体感应信号的水解酶。

2001年,张炼辉团队首次用转基因植物证明利用淬灭群体感应信号防治病害的可能性,并首次提出群体淬灭(Quorum Quenching)防治病害的新概念。

2008年,张炼辉团队首次报道了黄单胞菌DSF群体感应信号的通讯网络蓝图,为后续研究提供了依据;目前,DSF家族信号已成为另一类广泛存在于微生物界的调控机制。

2013年,张炼辉团队首次报道了集成型群体感应系统(Integrated quorum sensing system),为群体感应开辟了新的研究领域。


对一个科研工作者来说,这五个“首次”已经足以奠定其学术地位,然而张炼辉回忆起这些荣誉时没有骄傲的神情,而是沉浸在对未知探索的快乐中。“我找到答案了!”“我知道真相了!”这可能是他在实验室奋战几个月甚至几年、屡战屡败、屡败屡战后最开心的时刻——探寻到世界的真理。


这听起来近乎理想主义,但正因为此,张炼辉才没有理会那些功利主义的劝说,默默守着基础研究这块不吃香的“饽饽”;也正因为此,张炼辉才能熬过他科研生涯最初的苦闷期。早在1989年攻读博士期间,张炼辉就发现农杆菌群体感应信号存在的可能性,但苦于手段落后,检测到的信号太低,根本不能准确验证。直到1993年,苦苦寻觅的信号才被张炼辉分离纯化,他与导师及其合作者在Nature发表文章将这个发现公布于世。4年,一个学术生命力旺盛的学者可能发表了2-3篇核心期刊论文,或申请到1-2项专利。但是张炼辉就像等待恋人一样,痴痴等待着“群体感应信号”的出现,寻找突破口的办法就是“多读文献,多与老师和同行交流。我足足花了三个月时间读了数百篇文章。”


本来可以提前毕业,他放弃了;本来可以转变研究方向,他放弃了。这一切验证了一句老话——有舍就有得:张炼辉的博士论文受到导师及国际专家的高度评价,其中美国科学院院士华盛顿大学Eugene Nester教授认为论文作了一系列高度原始性的研究,概念合乎逻辑,设计全面周到,实验简单高雅。另一评委法国农业研究所所长Jacques Tempe教授则认为基于论文的工作量、重要性,研究中所用到的横跨不同学科领域的多种科研技术与方法,以及论文写作技巧,是他20多年来所见到过的最好论文之一。


张炼辉终于找到并证明了生物群体感应信号的存在,就像找到了那个能分解群体感应信号的酶蛋白分子,从此他的研究活性不断被催化激活,新的突破接踵而来:张炼辉教授发表论文90余篇,累计引用7000余次,其中以第一作者或通讯作者身份在《Nature》上发表2篇,《Nature Biotechnology》和《Nature Chemical Biology》各1篇,并获国际技术专利8项。


常人难免功利地问:“张老师,您从事这方面研究有什么用?”“找到这些在细菌中广泛存在并参与调控不同生物功能的信号,我们就有可能拦截破坏这些信号,从而防控病害。”尽管有着破译者拦截者的身份,张炼辉这个回答一点不具英雄色彩。还是美国科学院院士Steven Lindow对张炼辉团队2001年《Nature》文章的评价更能揭示张炼辉研究的意义:本文首次证明阻断植物病原细菌胞间通信可以防病,此发现对防治植物和人类的细菌病害有极大意义。他们所证明新的防治办法是一种绿色防控策略,对于减少农药污染、减少抗生素使用方面将有广阔的应用前景。


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