两位论文第一作者魏丽亚(左)和李静在实验室。

■本报记者 倪思洁

在拖着行李箱踏入河北大学读本科时,李静没有想到,她会在博士毕业前成为学校有史以来第一位在综合性顶刊上以“一作”身份发论文的学生。

近日,河北大学康乐院士环境适应与生态基因组学研究团队在美国《国家科学院院刊》(PNAS)发表重要研究成果,率先阐释了蝗虫型变这一典型表型可塑性的翻译调控新机制,李静是论文第一作者。

本科时,李静曾因没考进年级前15名,失去了去中科院动物研究所学习交流的机会。考本校研究生时,她勉强进入了现在所在的课题组。文章发表后,她很开心,但冷静回想过去,她告诉《中国科学报》,如果没有共同第一作者、河北大学生命科学学院副教授魏丽亚的支持,没有导师康乐的指导,她这场“逆袭”或许毫无胜算。

“这孩子有潜力”

李静的论文与蝗虫有关。在国内外动物学领域,提到蝗虫研究,就会联想到中国科学院院士康乐。而李静所在的课题组,正是康乐在河北大学的课题组。

2017年,李静从河北大学生命科学学院本科毕业。当年,康乐出任河北大学校长;魏丽亚从中国科学院遗传与发育生物学研究所博士后出站,入职河北大学,并在康乐的支持下筹建生态基因组学相关实验平台。

最初,与李静在实验室里的相处,让魏丽亚感觉“这姑娘不错”。“看她养虫子的那股细致劲儿,就知道这孩子有潜力。”

当别人养虫子只是调温湿度、喂食时,李静则是默默地把温湿度、蝗虫数、蝗虫生长阶段等细节逐一写进实验记录。正因如此,每次被问到蝗虫状态时,她总能对答如流。

李静研究生考试结束后,分数只高出提档线2分,但魏丽亚还是把她推荐给了康乐。很快,李静成了康乐在河北大学接收的第一位硕士研究生,魏丽亚则成了李静的“二导师”。

在李静硕士研究生二年级那年,河北大学刚开始实行硕博连读制度,李静“转博”了。

光有“细致”还不够

从2017年开始,李静就跟着魏丽亚一起做国家自然科学基金项目,题目是“飞蝗两型转变的翻译水平动态调控”,尝试从蛋白基因翻译的层面,解释蝗虫是如何在散居型和群居型之间来回变换的。

此次发表的PNAS 论文正是这个项目的阶段性成果。研究过程中,康乐和魏丽亚主要把握研究的方向、方法,李静主要负责具体的实验操作。

他们首先利用核糖体图谱技术对飞蝗两型转变过程进行了动态分析,发现了群、散居飞蝗具有明显不同的核糖体组成特征,再通过RNA干扰、核糖体图谱分析及行为监测等方法验证结果。

从纷繁的数据中,他们发现,群居型飞蝗中细胞质核糖体蛋白基因RPL7的高翻译效率,促进了核糖体60S大亚基的积累,使蝗虫表现出典型群居行为,而散居型飞蝗则通过线粒体核糖体蛋白基因MRPS18C翻译水平高表达,诱导出典型散居核糖体图谱及行为表型。

之后,他们又使同一基因型的群、散居飞蝗,分别翻译水平高表达RPL7和MRPL18C基因。最后发现,这两种基因会调节细胞质和线粒体核糖体组分丰度,进而产生不同行为表现。

研究过程中,李静感觉到,做科研,光有“细致”还远远不够。

“由于数据太多,最初,我的思路容易被数据带着走,一不小心就迷失了。”李静回忆,“成稿前,我找康老师详谈了两次,第一次他建议我们把所有数据都摆出来,大家一起找出线头,再顺着线头往下捋;第二次他帮我们明确了论文的表述逻辑,使大家的思路进一步聚焦。”

回想论文研究过程和这些年的学习经历,李静感慨“最大的收获就是科研思维得到了训练”。

论文从投稿到被录用,仅用了两个月时间。评审人认为:“这项研究揭示了蝗虫行为的翻译机制,而这一现象对农业有重要影响,代表着对蝗虫阶段性型变认识的进步。论文数据非常扎实。”

“激发学生的创新活力和自信心更重要”

李静觉得很幸运,在真正开始接触科研时,正好遇上河北大学的一系列变化:有了“双导师”式的团队指导,也有了“硕博连读”制度……“如果不是这些,我可能不会成长得这么快。”

对于既是导师又是校长的康乐来说,这些变化只是河北大学研究生教育改革的一部分。从招生宣传到录取,从毕业论文开题到答辩,康乐对学校的研究生培养体系作了系统性的改进。

“过去,河北大学研究生名额分配得比较晚,有的老师到研究生考试结束后才被告知‘这两名学生分给你’,这样导师不知道他今年是否有招生指标。如今,我们在招生考试半年前把名额分配给各位老师,让他们知道在下一年有没有指标、有几个指标。如此一来,老师和学生可以根据科研兴趣相互选择。”康乐说。

为了获得优质生源,康乐根据学校实际情况,让第一志愿的考生和被调剂的考生同台竞技、择优录取。为了提升培养质量,他改革了原先的研究生课程,严格了研究组会制度,将生命科学主流课程、研究方法、论文写作等课程列为必修课,又建立起“双导师”“硕博连读”等在很多优秀高校里常见的培养制度。此外,他还主张“严把毕业关”,“清理”长时间超期未答辩的研究生。

这些做法让这所地方性高校有了新的朝气。校史上的首篇研究生PNAS论文发表后,有人感慨:“对于一所大学来说,校长至关重要。”

听到这话,康乐说:“发表几篇这样的论文真的不算什么,激发学生的创新活力和自信心更重要。另外,提高全校研究生科学研究水平是一个长期过程,校长的作用绝不在于带头在重要期刊上发表一两篇文章,而在于对学校长远规划和规章制度的建设。”

康乐说,对于研究生培养,他的下一个目标是促进学校开展有组织的科学研究,并继续营造学校的科研氛围,让更多优秀的年轻人能够脱颖而出。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1073/pnas.2216851120