过来人经常讲给赶路人的几个故事

过来人经常讲给赶路人的几个故事

华中农业大学，刘主

2009年本科毕业后，我穿过武汉大学的后门（工学部茶港门），进入到隔壁的中科院武汉物理与数学研究所读研究生，拜在授业恩师唐淳研究员门下，历经博士、博士后的学习和修行，在2018年春天出山，来到华中农业大学工作。那一段近十年的赶路经历，虽谈不上西天取经那般艰难，但于我个人而言，岂止九九八十一难。从茶港的东三小路走到华农的狮子山大道，我自吹是“踏平坎坷成大道”。现在，我建立了实验室，也在指导着学生，身不由己地成为了他们眼中的过来人。过来人总是烦人的，但我仍时常把我那段赶路岁月里的几个经验讲给他们听，模仿着唐老师以前的模样，盼望着他们各自走向自己的人生大道，可谓师承。

平台好点，运气会好些

我经历过两次最为成功的考试，一次是中考，一次是高考，前者保我进了省重点高中，后者让我读上了武汉大学。这两次考试是我所有的考试里面，发挥得最好的两次，真乃运气。然而，年少无知的是，眼见同学、室友抱着俞敏洪的红宝书入睡，我却把时光和荷尔蒙尽情地挥洒在了桂园球场和华科的堕落街。大学是失败的，没有保研，考了研，没考上，还不知道要怎么办，也没想着要怎么去办。很奇妙的，毕业前有一次打球，跑学院上厕所，偶遇学院领导，问我要不要去隔壁的物数所读研究生（中科院武汉物理与数学研究所，从武大后门过去即是）—简直天上掉馅饼，很哇塞的，我读研究生去了！

人脑子的成长，是一瞬间的事。我很猛地跑到周翔老师实验室去做本科毕业论文，跟着师姐干。我很猛地用纯苯酚做溶剂开一个合成，还鉴定到了目标产物，在师姐的一次组会报告上，周老师眼睛一亮，闪亮全场。我读研两年后，师姐跟我讲，她发Angew Chem（德国应用化学）了。我说我也要努力干，也发Angew Chem，到时邀请周老师参加我的毕业答辩。后来，在唐老师的指导和打磨下（先省去一万字），周老师做了我的博士学位论文答辩主席，因为我确实发了一篇Angew Chem。

每每想起我走过的武大的那个“后门”，真是妙不可言，那是我人生中往前走的一个关键节点。我想我要不是在武大读的大学，可能也就没有所谓的关键节点了。所以，我经常跟本科生讲，努力把成绩搞好些，去一个更好的平台，未来的机会和运气总会好一些；不厌其烦地跟实验室的研究生讲，努力把文章发得好一点，未来可以争取到更多的自由与机会。

很多事情别多想，干了再说

2009年9月，研究生入学，唐淳老师那会还在美国，我不知道他，他更不认识我。开学后，我被分配在刘买利老师课题组，学习生物核磁共振。再次哇撒，核磁共振（NMR），量子物理呀！我不懂，咋学？回想起过去荒废的四年，牙痒痒，立志改头换面，奋发图强。我每天6点起床，也抱一本红宝书，到所对面的中科院图书馆背上一小时单词（虽然不知道为啥还要背它），然后到实验室点开那本753页英文版的Spin Dynamics II，啃那个全是数学符号的量子物理和NMR基础理论。虽然最后也没弄懂多少，但我逐字地啃完了。

在一次组会上，刘买利老师讲，“刘主你可不可以去统计一下近年来关于PRE方法的论文发表情况？”。PRE（顺磁弛豫增强）是一种NMR技术，它通过在蛋白质表面标记一个化学探针，测定蛋白质的动态结构。那会我能大概明白的是探针标记（因为我多少学了点化学），但不懂蛋白质，也不懂动态结构和科学问题。组会后我去查了，很惊讶地发现，PRE的研究十分火热，文章发表几乎是指数增长，而且论文发的很好。我把这个结果跟刘老师反馈了，他微微笑了一下。过了段时间，刘老师跟我讲，所里引进了一个生物核磁方向的青年才俊，非常厉害，你去他那边接受训练吧。我说好啊！

2009年9月24日中午，我接到生平的第一个跨洋电话，美国打来的。电话那头说，“刘主，你好，我是唐淳。”非常兴奋，我怕信号不好，跑到了宿舍楼顶。“你了解基本的生物学知识吗？知道什么是DNA，什么是蛋白质吗？”我说我知道一点的—由此开始，我走上了生命科学研究的道路。唐老师说他近期会全职回国，组建实验室，有些工作我可以先开展起来，考虑到时差，我可以白天做实验（唐老师那边是晚上），晚上找他讨论（唐老师那边是白天），以PPT的形式。我心情澎湃，激动不已，白天使劲干活，吃过晚饭整理PPT，小心翼翼地发给唐老师，急切期待着他的回复和下一步指示。每天要有进展，每晚要有文字形式的总结和报告，这酸爽，但真不累！因为，此前还从来没有人这么耐心和认真地审查我的工作（其实还只是粗糙的实验记录，算不上工作），我觉得很被重视。今年我看有人在Science感恩读博时每周的工作总结，何其幸运，我一进实验室就是每天一总结的训练。

从化学切换到生命科学，基本的质粒转化都不会。很不好意思地讲，为了扩个质粒，我到二手书市场去买了本实验教材，研究了一个星期，总结出一个protocol后，去请教所里的姜凌老师，她说还行，你试试吧。诸如此类，各种不懂和起步，摸爬滚打，但很锻炼人。那阵子，蒸馏水是自己搭架子蒸的，超纯水是去病毒所实验室借的，测个蛋白浓度也是去病毒所实验室蹭的；碰到噬菌体污染，逮着双氧水浸泡的高锰酸钾，拆了摇床底板仔仔细细擦；新买的层析柜进不了实验室，我扯了门框拱它进去，然后去小东门装修市场找一个蹲点的木工师傅钉回去，再去工地上讨点石灰，自己用手把它抹平抹白…… 浑身是劲，干得很开心，也没多想为什么、未来会怎样，但我的课题慢慢展开。想来好多事情都是这么个道理，你以前使过的劲和用过的力，在未来某个时候自然而然地会产生反作用力，推你一把。我在实验室经常这样讲。

很多事情是偶然的，但偶然终将走向必然

记得非常清楚，2010年5月1日，是我正儿八经开始疯狂推进课题的日子，唐老师跟我一起。在那之前（唐老师回国前），唐老师让我测试一个idea：在蛋白质表面弄两个组氨酸，然后加上铜离子，同时辅助加入带有两个羧基的IDA小分子，这样在蛋白质表面构建一个刚性的铜离子标记探针，利用PRE技术，捕获蛋白质更加精细的动态变化。我那会多的听不懂，但探针标记的这个道理我听明白了，就是化学里面的一个络合物嘛。初生牛犊不怕虎，啥也不懂的我反问唐老师，为何不弄三个或四个羧基的小分子，这样配位不是更紧一点吗？唐老师很意外，“有道理，你查查！”我跑武大实验室找来那本化合物词典，翻了几天，跟唐老师反馈说“找到了”。搞来带三个和四个羧基的NTA和BIDA，我的第一个课题，就干起来了。唐老师在美国，也没说我啥，可能他太忙了，懒得理我。

化合物选好了，弄到啥蛋白上呢？我问唐老师，他说你去挑个表达量高的、小一点的蛋白就可以了。好家伙，我认识的蛋白质一只手可能都数得过来，这让我怎么挑？挠了几天头，又跑去找姜凌老师，问她有啥蛋白质。姜老师说她有个ubiquitin（Ub，泛素）的质粒，需要的话她就给我。就这样，我开始“研究”ubiquitin了。至今，我实验室都还有一部分学生在研究ubiquitin的相关问题。好随意的科学萌芽……

在一天一总结的跨洋讨论中，我的第一个课题终于推进到了NMR检测！2010年5月1日，唐老师跟我讲，你采的Ub的数据里面，看到了很明显的分子间PRE。我不懂。唐老师接着说，Ub可能有弱的二聚相互作用。我还是不懂。唐老师接着说，若如此，那太exciting了，因为Ub虽然是NMR的黄金模式蛋白，但别人从没考虑过二聚化对数据分析的影响，在生化里面，也只有共价连接的Ub二聚体一说。这一下我虽然还是不懂，但很嗨了，感觉像是要做出一个石破天惊的成果出来了。我说“怎么搞？”唐老师随即调转船头，设计了一系列实验，我就开始日夜兼程了。在那个夏天，提了多少蛋白，试了多少标记位点和组合方式，已记不太清楚了。但我肯定的是，在那个临时的办公室里面（此前是会议室），有一张床；印象深刻的是，二十几岁的年纪，困得顶不住的时候，趴半小时后起来，满血复活；事实证明过的是，我最长可以连续熬两个夜（所谓熬夜是指晚上不睡觉，白天接着干）。那次熬完夜采好所需数据，交给唐老师接力后面的处理与计算，实验室助理杨媚媚老师带我去吃了顿肉，给我买了个书包，很感动。那个书包我现在给了我姑娘，背着上学。

唐老师很兴奋地写好了文章（我真是什么都还不懂，帮不上忙），在2011年3月7日开始向Nature投文章。我第一次接触到了“投文章”，有了MTS账号。文章几经周折，最后于2012年1月9日在Angew Chem发表，hot paper。这是我人生中发表的第一篇文章，不知怎么表达内心的澎湃，举着课题用过的核磁管，请媚媚老师帮我拍了张照片（下图）。多么灿烂，那段日子里，平头干到了边分。

文章发表后，发生了很多开心的事情：2012年我去美国迈阿密参加了ENC会议，目前为止唯一一次出国；2012年我获得首届国家奖学金，3万块钱，春节在家扬眉吐气地吹了一星期的牛；2012年1月年唐老师获得了HHMI国际首届青年科学家奖，8月获批了国家杰青项目，《湖北日报》都来采访了，我们在实验室感觉无限荣耀。更重要的是，我们找到了一个很有意思的研究方向，开始研究泛素以及泛素多聚体的动态学和功能机制，从这发端，后来陆续在Biochemistry、eLife、PNAS、Cell Discovery、Protein & Cell等杂志发表了多篇文章，成为特色。

你看，很多事情都是偶然的：偶然的学习机会，偶然的一个课题，偶然的一个方向，但诸多偶然因素汇集，只要坚持、有梦想，总能推着你走向一个必然的出口。我在实验室这般劝勉学生。

技多不压身，别畏难多学点

研究蛋白质的动态结构，单一技术手段难以全面表征，需要综合使用多种交叉互补的生物物理手段。在我眼里，唐老师是这方面的天才。唐老师在2012年就很有远见地提出：开发和建立多技术联用方法，全面表征，基于多种实验数据进行整合计算，解析蛋白质的动态结构。策略和方向有了，怎么搞，如何实现？到我这个兵的时候，先从倒腾13C直接检测的NMR方法开始。近两年时间里，围绕13C直接检测，唐老师带着我先后尝试过一维谱、二维谱、三维谱，到四维谱，举步维艰，我没有获得值得发表的结果。常说成名太早不好，你看，我博一刚开始就发了篇不错的文章，但后面三年没有任何进展，压力山大。三年搞完，要毕业了。毕业那年，我女朋友（后来的妻子，省去两万字）倒是发了篇Angew Chem。我很不好意思地、悄没声息地跟在她后面，也答辩、毕业了。至今在她面前抬不起头（她是中科院优秀毕业生，我是中科院武汉教育基地优秀毕业生）。下图为证，我跟唐老师的毕业合影，两人好像都不怎么开心，可能当时有这么个原因。

2014年博士读完，接着干博后。唐老师大棒一挥：干点NMR+！NMR方法有限，我们就再整点其他的结构约束条件，像iPhone plus那样，整个NMR plus。唐老师精心收拾好一间屋子，小心翼翼地摆上小角X光散射仪、动态光散射仪、时间分辨的荧光光谱仪、等温滴定量热仪、电化学工作站等多种生物物理化学设备，然后很开心地领着我进去，微笑着说：“刘主你看，好多有用的东西，你拿着你那个dimeric Ub，都试试，应该能看到变化。” “好！太好了！”反正这些东西我都不懂，也没用过，更不知道能干啥，唐老师说有用，那就有用。于是乒铃乓啷的又开始了一番折腾。不会不要紧，多花点时间，使点狠劲，总能往前。得多狠呢？我记得有一晚，大概每半小时下趟五楼设上一个实验（上文说的那个仪器房间），之后上来（学习区在六楼）继续处理数据、画图、读文献、到天亮，接着9点组会，讨论工作和计划，顺带讲一篇最新发表在Nature的关于protein dynamics的研究论文。且得是常态。

再后来，唐老师又在二楼收拾了间屋子，放上单分子荧光显微镜，再一次领着我进去，又一次微笑着对我说：“刘主你看，弄点单分子水平的动态信息，应该可以极大地简化和加速蛋白质系综结构的解析。” “好，很有道理！”单分子+系综，好酷，都有点哲学的美感了。可是，单分子实验是怎么做的呢，数据是怎么分析的呢？没接触过，我又一次从0开始摸索，过程非常难，也非常曲折，不可描述。唐老师跟我讲过，人压力大的时候容易长胖，他长胖就是在美国连发3篇Nature的时候（2006，2007，2008各一篇）。很有道理，摆弄那台单分子荧光显微镜的日子里，我从140斤长到了170。2016年冬天，实验关键时期，赶上单分子荧光显微镜的检测器坏了，我挑着担就去了清华大学的细胞影像平台，申请使用那边的单分子仪器采集数据。这个平台在地下室，我一进门，平台管理老师王文娟老师指着门后的一个行军床说，这个你可能用得上，要用可随意。王老师好懂我。我在那个地下室连干了五天，偶尔躺躺那个行军床，省了酒店的住宿钱。北京冬天那段时间的雾霾，我也没吸到，因为不用爬到地面上去。最后走的那个下午，北京雾霾散去，碧空如洗，傍晚到家，后半夜去中南医院，姑娘出生。

再后来，唐老师带着我认识了董梦秋老师，认识了董老师实验室的丁曰和师兄，开始学习化学交联质谱CXMS分析技术，并把交联数据转换成距离约束用作动态结构计算，威力无穷。至此—直到我用各种样品填满一整个-80ºC冰箱后，我们集齐了龚洲、董旭、刘侃等博士，建立了包括NMR、CXMS、smFRET、SAXS、MD等多种技术手段，整合联用，解析蛋白质的动态结构。我们2018年在Biochemistry发表了第一篇整合结构生物学的文章，解析的动态结构提交到了整合结构数据库PDB-Dev（2017年开通的），是PDB-Dev开通收录后的第4个结构；2019年在Cell Discovery发表了第二篇整合结构的文章，2020年被评为创刊5周年纪念的TOP 15 papers。至今，这些方法仍在发展中，并在探索新的应用场景。这会，我在研究作物磷酸盐稳态维持的分子机制，常跟学生讲，你看你这个问题，可以用那个方法来搞，那个问题可以用这个方法来搞，多种生物物理技术，随意切换，好爽。更是提醒他们：多学点，莫怕，使点狠劲，以后肯定有用；隔三差五的难受，那就是进步的滋味。

最后，还是要听过来人的话

其实，在2014年夏天，我从博士进入博士后的那个节点，有过挣扎，拧巴的挣扎。如前所说，2012~2014年，我没有进展，长达三年的持续负面打击，好不容易熬到了快要毕业。2014年春节后，我下定决心，立誓告别科学研究，博士毕业后找工作，去药企。下定决心后的日子，想着以后再也不用倒腾台面上的那些玩意，倍爽，走路都带风。也是在那段日子，唐老师作为我生命中的贵人，再次引导了我的人生方向：他极力劝解我，继续博士后的学习，走科研道路。与此同时，我的另一位恩师，浙大基础医学的张纬萍老师（唐老师的爱人）再次出山，苦口婆心，两位恩师轮番轰炸、集体轰炸，从个人发展到时代洪流，从历史总结到未来展望，从企业利弊到科研荣光，勉励我继续前进，不要一时冲动。我口笨，说不过他们，只能怼着说“大不了，我不干了，回家跟我叔养猪去”。那会我注意到过两位恩师的表情，一种伤心失望的表情。

但他们不气馁，持之以恒地劝解。最后，应该还是因为我嘴笨，说不过他们，或是心软，不忍他们伤心，接着干博后了。后来，2018年非洲猪瘟席卷全国，好险。

好幸运，听了过来人的话，我坚持下来了，唐老师和张老师共同指导着我完成了前面所述的博士后训练。守得云开见了明月，2018年我入职华中农业大学。感谢两位恩师，只恨当年没有偷偷留下几张照片。若有，我现在做学生工作时，应该用得上。
唐老师有一块牌匾，写的是“天道酬勤”，他跟我讲，他去国外求学时就背着去的。在武汉的那十年，他高悬在办公室的门框上，我在那块牌匾下学习和成长。现在，唐老师把它背到了北大，仍然挂在他的办公室，激励着一批又一批的学生，启迪着一批又一批的奋斗者。于我，我对这块牌匾的理解是：有一件事情，会让我坚持，在那段九年多的时光里，早上8点前起，晚上12点后回，隔三差五通宵，洗把脚就睡，擦把脸就醒；有一股子劲，会给自己打气，在持续的失败和挫折中，不断学习新的技术，尝试不同的方法，想着法地去调整。当老师后，我仍然如此，虽然还没弄明白图个啥，但我好像比以前更开心地投入了，心甘情愿地把醒着的时间全部花在实验室，趁着姑娘睡着的时候回家，趁着姑娘睡着的时候出门。我想，可能我是在模仿着唐老师那些年在“天道酬勤”的牌匾下的身影，别的不会，乐在其中。

2022年11月21日

于狮子山下

刘主，华中农业大学教授，博导，作物遗传改良全国重点实验室固定PI，湖北洪山实验室研究人员。

课题组链接：http://lst.hzau.edu.cn/info/1193/9906.htm