坚持科研梦想 实现人生价值——记国家“青年千人计划”特聘专家、西南大学许一丰教授

2016-12-16 08:47肖延胜王永梅
海峡科技与产业 2016年10期
关键词:逆境甲基化遗传

文/肖延胜 王永梅

坚持科研梦想实现人生价值——记国家“青年千人计划”特聘专家、西南大学许一丰教授

文/肖延胜 王永梅

在科研的道路上孜孜不倦地追求着自己的梦想,即使遇到艰难险阻,他也从来没有退缩过。长期以来,他坚持奋战在科研第一线,凭着自己顽强的毅力和拼搏精神,闯出了一片属于自己的科研蓝天。

他,就是西南大学生命科学学院教授许一丰。他以植物分子遗传学、植物逆境生物学为主要研究方向,凭着自己独到的发现和刻苦钻研的精神取得了丰硕的科研成果,受到了科研界的热切关注。

明确方向 致力创新

许一丰本科就读于台湾中山医学大学,获得营养学学士学位,随后进入该校医学分子毒理学研究所攻读硕士学位。2010年,获台湾中兴大学生物科技学研究所博士学位。在博士学习阶段,获得菁英留学计划的支持,赴美国加州大学河滨分校做访问学者。在完成三年的博士后研究后,到中科院上海植物逆境生物学研究中心担任青年研究组长。2015年9月起成为西南大学生命科学学院教授后,许一丰开始以植物分子遗传学、植物逆境生物学为主要研究对象,进行相关的科研工作。

创新才能不断发展,科研也是如此。许一丰追求持续的科研创新,希望自己能为科研贡献自己的力量,奉献自己的智慧。

在植物表观遗传学相关研究方面,许一丰揭示了RdDM 路径下的重要新成员。DNA甲基化是一种造成真核生物基因沉默的重要表观遗传修饰。除了调控基因表达外,还参与转基因沉默、基因组的稳定、副突变、基因体印记、X染色体失活等许多重要的生物功能中。该项目是以模式植物拟南芥为研究材料,探讨植物中一个特殊的甲基化路径-RdDM。它以小分子RNA为媒介,引导DNA甲基化发生,从而造成序列特异性转录基因沉默。许一丰对此进行研究时,通过系统性的遗传筛选方式,发现多个全新的参与RdDM路径的相关基因,取得了显著的科研成果。

许一丰教授(前)课题组全体成员

抓住机遇 迎接挑战

许一丰在赴美国加州大学河滨分校做访问学者期间,师从于国际知名植物学家、美国科学院院士朱健康,在其领导下开展了植物的表观遗传调控机理的相关研究。在对未接触过表观遗传研究的许一丰来说,这是个机遇,也是个具有挑战性的研究工作。最终在许一丰与合作者共同的努力下,建立了一套良好的遗传学筛选系统,并发现了植物RdDM甲基化路径的多个成员。透过遗传筛选的方式,他进行了DNA去甲基化酶突变株的次级抑制子的筛选。除了成功筛选出多个参与RdDM路径相关的成员,还发现了一个新成员NRPD4。在科研中,许一丰发现,在nrpd4的突变体中,植物一些特定位点的DNA甲基化程度会降低,并且对siRNA的累积会造成影响,而使RdDM下游沉默的基因能再度被启动。NRPD4能分别与已知RdDM的成员NRPD1及NRPE1共定位及相互作用,揭示出NRPD4是一个参与到RdDM路径的新成员。

许一丰还发现,在RdDM路径下,一个能同时链接AGO4和RNA的新效应器蛋白KTF1。研究发现,在RdDM新成员KTF1的蛋白功能性丧失突变体中,DNA甲基化程度降低,使RdDM路径下沉默的基因能够再度表达,而不影响siRNA的累积。研究还证明,KTF1能与已知RdDM路径中的AGO4蛋白结合,且两个蛋白能共定位于细胞核质。该研究同时揭示了KTF1蛋白能与RNA分子结合。在RNA免疫沉淀的结果也发现,KTF1能结合Pol V产生的转录子。该研究首度阐述了RdDM下游路径的分子机制:KTF1蛋白如同一个效应器,能与RNA Pol V产生的支架转录子连结,再和带有siRNA的AGO4蛋白形成复合体,进一步招募基化酶DRM2到标靶的DNA序列上,而导致标靶基因的DNA发生甲基化。

勤于思考的许一丰还对遗传筛选系统进行了优化,发现了RdDM路径新成员AtRRP6L1。为了寻找参与RdDM路径的相关成员,许一丰建立了多项遗传筛选系统来进行分析。通过这些遗传筛选系统,已陆续发现多个参与RdDM路径的基因。近年,又采用更有效率的方式,成功地发现了参与RdDM路径的新成员。许一丰期望能在植物表观遗传的分子机制研究方面有更大的突破。

源于好奇 执着探索

本科毕业后,许一丰被保送进入母校的毒理学研究所。在攻读硕士学位期间,师从李辉教授开始从事肺癌形成机制方面的研究,这阶段的学习,让他对于科学研究产生了浓厚兴趣。而植物的多样性及其与大自然间相呼应的适应变化,使平时就喜好种植花草的许一丰,产生了强烈的好奇心。例如:植物不像动物一样,遇到环境的变化能够选择逃离或躲避。因此在植物中,势必存在着一些帮助植物抵御外界变化的机制。而这正是许一丰最感兴趣的地方。因此,在中兴大学攻读博士学位期间,他选择了以植物作为研究题材。在对于跨专业学习的他,所幸受到导师王国祥教授的悉心指导,使得他能尽快地投入到植物方面的研究,并开展了对植物发育与植物逆境胁迫适应系列的研究,揭示了花粉中参与逆境胁迫相关基因。为了对花粉发育过程的调控机制进行深入的研究,许一丰分别建立了两个文库,即百合花粉早期专一表达基因和晚期专一表达基因文库,并从中筛选到一群花粉专一性表达的基因。通过功能剖析,许一丰发现,这些基因在除了在花粉发育上具有重要功能外,在抗逆性上也扮演了重要的调控角色。

有着独到眼光执着于科研的许一丰,在认真的科研工作中,还发现了高糖胁迫诱发植物激素ABA合成途径中重要负调控因子—RH57蛋白。为了探究理解植物激素ABA 和逆境胁迫之间的关系,他利用正向遗传学的方法,筛选出一些对非生物性逆境高度敏感的植株。其中,在高糖逆境胁迫筛选下,发现一个对糖类高敏性的DEAD-box RNA helicase基因突变株rh57,对植物ABA 具高度敏感性。许一丰研究后发现,在植物中,糖类诱导ABA产生的途径上,存在一个反馈抑制的机制,该机制受到AtRH57蛋白的调控——AtRH57蛋白表达遭受破坏后,糖类的信号将持续传递下去,诱导产生更多的ABA,使得植株生长发育明显受影响。目前,许一丰的研究团队仍持续进行植物抗逆方面的相关研究,期望能够取得更多的重要进展。

归国科研 丹心一片

虽然取得了累累硕果,但是许一丰对祖国的科研事业始终充满了激情。特别是他回国后,视科研为己命,一片丹心都倾注在了科研事业上。

他认为,表观遗传学的相关研究已成为生命科学的前沿领域,关系着植物研究领域的发展和农业的生产。他把目光瞄准此前沿学科,并把国家粮食安全重大需求作为自己奋斗的远大目标,结合多种生物技术来开展科学研究。

俗语说:“万事起头难。”对于在西南大学开展科研工作的许一丰来说,团队的建设是开展科研工作最重要的一环。对此,许一丰特别地心怀感激,感激学校及学院领导们都给予了他大力的支持,特别是负责人才引进的李明教授、生命科学学院李红书记、王德寿教授、罗克明教授、邓洪平教授。同时,在前辈们的帮助下,集中了生命科学学院植物相关学科教学、科研的精英人才,组成了一支团结奋进积极进取的科研团队,为植物相关的基础理论研究及农业应用的实现做好了充分的准备。

在科研方面取得了重要成就的许一丰,在学术上也不甘落后。至今,他已发表了10余篇SCI研究论文。鉴于他在科研上的突出成就,他成为国家第十一批“青年千人计划”入选者。

成就是非凡的,繁华是暂时的,只有内心的平静是长久的。追求着科研的最高境界,许一丰几经磨难,历尽艰辛,执着追求,然而,一颗为科研事业的心是永远跳动的。历经了岁月的洗礼,许一丰依然坚持着自己的科研梦想,在科研中不断实现着自己人生的价值,表达着别样的科研情怀。

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