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黃雨薇 | 細(xì)胞膜里探乾坤

科學(xué)中國人
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▲黃雨薇

從小學(xué)習(xí)各種舞蹈,讀書時(shí)度過了豐富多彩的文藝生活,長大后卻選擇了科研作為自己的終生事業(yè)——西安交通大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院教授黃雨薇身上有一種強(qiáng)烈的反差感。文藝的因子讓她敢于想象、大膽創(chuàng)新,理性的思考讓她腳踏實(shí)地、實(shí)事求是,在十余年中堅(jiān)持不懈地于細(xì)胞膜里探索科研乾坤,深入開展細(xì)胞膜及膜性細(xì)胞器的性質(zhì)、形成機(jī)制及功能的研究,并在遷移體這樣一個(gè)全新領(lǐng)域,頻頻作出亮眼成果。

激情探索堅(jiān)定科研決心

2006年是廈門大學(xué)成立85周年,央視《同一首歌》欄目特意舉辦走進(jìn)廈門大學(xué)“我的未來不是夢(mèng)”大型演唱會(huì)。千里之外,正在陜西讀中學(xué)的黃雨薇第一次透過電視領(lǐng)略了海濱城市和廈門大學(xué)的風(fēng)采。2009年高考后,她懷揣對(duì)生物學(xué)的熱愛,報(bào)考了廈門大學(xué)生命科學(xué)專業(yè)?!霸谖胰雽W(xué)之前,代謝生物學(xué)家林圣彩院士已經(jīng)擔(dān)任生命科學(xué)學(xué)院(簡稱‘生科院’)院長。他和細(xì)胞生物學(xué)家韓家淮院士一起制訂了學(xué)院的教研體系,親自給本科生上課,我趕上了生科院的蓬勃發(fā)展,在輕松自由的環(huán)境中,獲益匪淺。”

本科生到大三階段,開始有各種保研項(xiàng)目,黃雨薇起初打算出國留學(xué),沒有在意。有次閑聊,她聽說北京大學(xué)、清華大學(xué)和北京生命科學(xué)研究所聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生項(xiàng)目(PTN項(xiàng)目)已經(jīng)在招第二批人?!霸讵q豫中,我提交了材料,沒想到通過了。躺在宿舍的床上,我強(qiáng)迫自己沉下心來思考,出國到底是為了什么。那時(shí),我對(duì)科研的概念十分模糊,對(duì)清華卻是夢(mèng)寐以求。想到這點(diǎn),我當(dāng)機(jī)立斷,決定不出國了,要去清華看看。”黃雨薇的果決既為自己抓住了一次寶貴機(jī)會(huì),也讓自己遇到了一個(gè)重要的良師益友、科研引路人。

“我曾在林圣彩院士課題組實(shí)習(xí),他十分欣賞清華俞立教授的科研品位。師兄們都說,那是一位穿著風(fēng)衣戴著墨鏡、抽著雪茄喝著紅酒談藝術(shù)的科學(xué)家。我心里贊嘆,這人好酷??!后來我便慕名加入了俞立老師團(tuán)隊(duì),并從大四時(shí)就提前進(jìn)入清華開展研究?!睆?012年到2021年,黃雨薇一共在清華大學(xué)待了近十年。在俞立教授的指導(dǎo)下,她一直致力于細(xì)胞膜及膜性細(xì)胞器的性質(zhì)及功能的研究,主要包括新型細(xì)胞器——遷移體的形成機(jī)制、細(xì)胞膜損傷修復(fù)過程的機(jī)制,以及多次跨膜蛋白質(zhì)核轉(zhuǎn)運(yùn)的現(xiàn)象。

遷移體是俞立實(shí)驗(yàn)室在2014年發(fā)現(xiàn)并命名的一種新型細(xì)胞器。自發(fā)現(xiàn)以來,關(guān)于遷移體的產(chǎn)生機(jī)制及生物學(xué)功能的探索成為亟待拓展的全新領(lǐng)域。博士三年級(jí),黃雨薇的課題進(jìn)入攻堅(jiān)階段,實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人驚喜,但距離形成理論解釋還有距離?!拔一ㄙM(fèi)大量時(shí)間做實(shí)驗(yàn),用手邊的各種素材組裝操作系統(tǒng),走路、吃飯的時(shí)候也經(jīng)常在腦海中組合、演示。有任何新發(fā)現(xiàn)就趕緊跑到俞老師辦公室找他討論,每當(dāng)走入死胡同時(shí)他也會(huì)耐心地跟我一起梳理問題,重新開始。那是一段酣暢淋漓的科研經(jīng)歷,我常有種摸到了人類未知邊界的感覺,好像在那個(gè)邊界上正鉆開一個(gè)小口子。哪怕是錯(cuò)誤的路徑和結(jié)果,都讓我感到欣喜,畢竟哪怕是犯錯(cuò),我也是這條路上的第一個(gè)?!?/p>

充滿挑戰(zhàn)但又暢快無比的科研經(jīng)歷和導(dǎo)師不遺余力的鼓勵(lì)、支持和引導(dǎo),讓黃雨薇感受到了科研的真正魅力。清華大學(xué)行勝于言的校風(fēng),以及嚴(yán)謹(jǐn)、勤奮、求實(shí)、創(chuàng)新的學(xué)風(fēng)也熏陶著她,塑造了她的世界觀和科研觀。她開始強(qiáng)烈地渴望自己的雙腳能扎入土壤汲取養(yǎng)分,頭腦又能飛上云端創(chuàng)新探索,腳踏實(shí)地又自由自在地在科研世界徜徉?!熬驮诓┦砍晒€沒有一點(diǎn)兒苗頭時(shí),我決定了我要從事科研。”

專注遷移體收獲科研果實(shí)

飽滿的激情、堅(jiān)韌的意志支撐著黃雨薇,在不停地試錯(cuò)后,她確定了一條相對(duì)不錯(cuò)的路線,構(gòu)建起自己的研究方法和體系。

在研究中,黃雨薇發(fā)現(xiàn)Tetraspanin4蛋白質(zhì)和膽固醇在遷移體形成中的充分必要性,并通過生物物理建模的方法提出了由Tetraspanin4蛋白質(zhì)及膽固醇的局部高度富集增強(qiáng)膜的彎曲剛度,從而促使遷移體形成的理論模型。進(jìn)一步地,她還運(yùn)用生物力學(xué)的方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,最終從根本上解釋了遷移體的形成機(jī)制。此研究成果于2019年以封面文章發(fā)表于《自然·細(xì)胞生物學(xué)》(Nature Cell Biology)雜志并在同期被同行評(píng)述,同時(shí)被收錄于F1000,位列細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域前0.5%。

后續(xù)隨著研究的深入,黃雨薇還與以色列特拉維夫大學(xué)拉亞·索爾金(Raya Sorkin)課題組合作研究發(fā)現(xiàn),遷移體的形成過程分為前體期和成熟期兩個(gè)階段,Tetraspanin4蛋白質(zhì)在遷移體前體期常響應(yīng)膜曲率、發(fā)揮提高穩(wěn)定性的作用。相關(guān)研究成果于2023年發(fā)表在《自然·通訊》(Nature Communication)雜志上。

2019年,取得清華大學(xué)博士學(xué)位后,黃雨薇繼續(xù)留在學(xué)校開展博士后研究。這一階段,她對(duì)Tetraspanin蛋白質(zhì)參與細(xì)胞膜損傷修復(fù)過程的機(jī)制進(jìn)行了細(xì)致觀察和系統(tǒng)研究。在此前的研究中,她發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜受到較大尺寸的損傷后,Tetraspanin蛋白質(zhì)會(huì)以富集的微結(jié)構(gòu)域?yàn)閱挝辉趽p傷部位迅速高度富集。博士后時(shí)期,她進(jìn)一步提出,傷口部位微米級(jí)巨型結(jié)構(gòu)域的形成會(huì)提高損傷部位的膜穩(wěn)定性,從而限制損傷的進(jìn)一步擴(kuò)張,以幫助細(xì)胞進(jìn)行有效的修復(fù)。研究成果能幫助細(xì)胞實(shí)現(xiàn)抵御去垢劑、光損傷、細(xì)胞焦亡及NK細(xì)胞殺傷等條件的損傷,極大提高了細(xì)胞的生存率,于2022年發(fā)表于《自然·細(xì)胞生物學(xué)》(Nature Cell Biology)雜志。

此外,在清華大學(xué)“水木學(xué)者”項(xiàng)目資助下,黃雨薇還發(fā)現(xiàn)了多次跨膜蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)入核現(xiàn)象,并對(duì)其機(jī)制展開了研究?!癟etraspanin是一個(gè)四次跨膜蛋白質(zhì)家族,在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中共有33個(gè)家族成員,它們具有保守的四級(jí)結(jié)構(gòu)。Tetraspanin8是Tetraspanin家族蛋白質(zhì)之一,通常定位于細(xì)胞膜及內(nèi)吞體膜上。在偶然的實(shí)驗(yàn)過程中,我發(fā)現(xiàn)四次跨膜蛋白質(zhì)Tetraspanin8會(huì)以被膽固醇保護(hù)疏水區(qū)的形式脫離細(xì)胞膜并借助14-3-3θ和Importinβ的幫助進(jìn)入細(xì)胞核,而進(jìn)入細(xì)胞核的Tetraspanin8會(huì)被困于染色質(zhì)中?!边@項(xiàng)發(fā)現(xiàn)為探討多次跨膜蛋白質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核的功能研究打開了全新視角。2021年,研究成果發(fā)表于《細(xì)胞研究》(Cell Research)雜志。

基于卓越的成果,黃雨薇接連獲批2021年度和2024年度國家自然科學(xué)基金委面上項(xiàng)目,同時(shí)多次受邀參加國內(nèi)、國際學(xué)術(shù)會(huì)議,并多次斬獲優(yōu)秀報(bào)告人及優(yōu)秀海報(bào)獎(jiǎng),逐漸走上了更大的舞臺(tái)。

矢志創(chuàng)新拓展科研邊界

相比廈門大學(xué)和清華大學(xué),身為陜西人,西安交通大學(xué)是黃雨薇心里從小就種下的一顆種子?!白x書時(shí)每年寒暑假,我都會(huì)去位于西安交大家屬院的姑姑和姑父家里做客,對(duì)大學(xué)的最初印象就是學(xué)校里高大的梧桐樹林蔭道?!?021年年底,博士后出站后,黃雨薇綜合考慮了各方面因素,于次年年初加入了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)都十分強(qiáng)勢(shì)的西安交通大學(xué),擔(dān)任基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師,并入選西安交通大學(xué)“青年拔尖人才(A類)”。

目前,黃雨薇團(tuán)隊(duì)有7名成員:2名直博生、1名國外博士生、3名碩士生,以及1名科研助理。為組建一支階梯更完善的團(tuán)隊(duì),她希望還能再增加一名博士后研究人員?!拔液蛯W(xué)生年齡差較小,組會(huì)氛圍一直比較活躍。有時(shí)學(xué)生順嘴叫我?guī)熃?,我也能接受。但遇到重要問題,大家也會(huì)非常嚴(yán)肅地對(duì)待處理。嚴(yán)肅活潑,這是我們統(tǒng)一的追求。在科研上,我最基本的底線就是一定要求真務(wù)實(shí)、大膽創(chuàng)新。”

談到未來,黃雨薇說:“我對(duì)自己的定位是年輕的科研工作者,所以我希望自己能深耕專業(yè)領(lǐng)域,盡力探索和拓展人類未知邊界,走在科學(xué)前沿,并挑起青年科技工作者的社會(huì)責(zé)任。同時(shí),作為一名教師,教書育人、立德樹人是我的本職工作,我想在建設(shè)好團(tuán)隊(duì)的基礎(chǔ)上,在本科生教育方面貢獻(xiàn)我的力量,充實(shí)國家的人才后備庫?!奔?xì)胞膜損傷修復(fù)研究難度大、過程復(fù)雜,遷移體產(chǎn)生機(jī)制及生物學(xué)功能的探索又亟待拓展,未來,黃雨薇還希望在心血管疾病、腫瘤治療、皮膚新生等方面做更多嘗試。

評(píng)論
千至
少師級(jí)
作為一名教師,教書育人、立德樹人是我的本職工作,我想在建設(shè)好團(tuán)隊(duì)的基礎(chǔ)上,在本科生教育方面貢獻(xiàn)我的力量,充實(shí)國家的人才后備庫。
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