作者:张晴丹 来源:科学网微信公众号 发布时间:2023/12/4 20:47:31
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一项里程碑式的研究!90后独立PI坦言读博时最快乐

 

文|《中国科学报》记者 张晴丹

“新的一年,愿大家都奔跑在热爱里。”每逢新年之际,李洋都会在朋友圈发这样一句话。从迈上科研之路至今,已过去14个年头,他一直坚持这么做。

李洋对科研的热爱溢于言表,自从5年前开始大脑相关的研究后,他更是把兴趣发挥到了极致,发表了一系列重要成果。在2021年发表首篇Nature论文的两年后,李洋又作为第一作者,迎来了自己的首篇Science论文——绘制人脑单细胞表观图谱。

这是一项具有里程碑意义的科学成就,它将为人类探索脑内奥秘叩开新的大门。

李洋 受访者供图

收获一篇Nature一篇Science

世界卫生组织(WHO)在2019年曾发布信息称,全世界人口中可能每8个人里就有1人会患神经精神障碍(包括阿尔茨海默病、精神分裂症、躁郁症和重度抑郁症)。而这些疾病的发病率近年来还表现出上升趋势。

李洋的家人就有因为患这类疾病而过世的,这成了他从事脑科学研究的主因之一。

2018年,在美国加州大学圣地亚哥分校医学院教授任兵实验室做博士后研究的他,加入了美国国立卫生研究院(NIH)“推进创新神经技术脑研究计划”(BRAIN)(以下简称“脑计划”)中的一个项目,开启了对大脑的研究。

“脑计划”旨在通过开发新的神经技术和研究方法,获得对哺乳动物大脑和人脑更为深入的理解。由于大脑的结构十分精妙且复杂,想“吃透”它不可能一蹴而就,因此该计划分为了多个步骤进行。

第一阶段的主要工作是开发单细胞测序技术和搭建计算框架,并在小鼠大脑里测试验证,从而更全面地描述各种神经细胞类型。李洋以第一作者身份在2021年完成相关工作,发表了自己的第一篇Nature论文。“脑计划”初期研究成果同期共发表了16篇论文。

进入第二阶段的核心目标是要在人脑上验证这些实验技术和计算框架的可行性。

“我们分析了来自3个人类大脑的42个不同脑区里110多万个脑细胞,确定了107种不同的脑细胞亚型,并将它们与精神分裂症、双相情感障碍、阿尔茨海默病以及重度抑郁症等19种神经精神疾病关联起来,绘制出人脑单细胞表观图谱。”李洋在接受《中国科学报》采访时介绍。

为了更好地使用该图谱,他们还创建了深度机器学习模型,以预测DNA中的某些序列变化如何影响基因调控并引起疾病。该团队还搭建了平台CATLAS(http://catlas.org)免费提供这张图谱。

这些成果近期发表在Science上,同期还有另外20篇“脑计划”相关论文发表在Science及其子刊上。这是迄今为止最全面的人类大脑细胞图谱,能够更好地帮助人类了解大脑是如何发育、衰老和受疾病影响的,也标志着脑科学新时代的开始。

实验室的“文体委员”

在加入任兵课题组做单细胞表观遗传学之前,李洋并未接触过大脑研究。2013年他从四川大学本科毕业后到清华大学攻读博士学位,成为鲁志实验室的一员。在这里,他感受到了氛围的重要性。

“鲁老师刚刚来到清华成立实验室,他经常手把手地指导学生,也带我迅速入门了生物信息学,这对我的快速成长帮助很大。他还会经常组织实验室的活动。平时做研究,压力本身就很大了,和大家聚一聚能缓解不少压力。”李洋说。

博士毕业后李洋去了任兵实验室。由于初到美国,英语说不利索,加上来自不同国家的同事都带着各种口音,大部分的对话和交流全靠猜。但这些依然阻挡不了李洋想要融入这个集体的决心。

“做科研很重要,大家处好关系也很重要。我们其实有大量时间是待在一起的,偶尔闲聊时还可能迸发出一些关于研究的新想法,这对彼此是一种助益。”李洋说。

久而久之,他就成了实验室的“气氛担当”,开始积极组织实验室成员聚餐、烧烤、运动等。氛围本身就很好的任兵实验室,在李洋的带动下更显热闹,以至于在李洋离开实验室那天,有个成员失落地对他说:“我感觉实验室的‘文体委员’走了。”

李洋(左一)与实验室其他成员一起打篮球 受访者供图

在李洋寻找教职时,任兵以及实验室成员还变身“面试官”,一遍一遍不厌其烦地听李洋练习黑板演讲(Chalk talk)。“对于面试环节,任兵老师给了我很多建议,也教我如何去准备我的演讲报告。实验室所有人都会来听我演练,学着‘面试官’的样子提出各种质疑。”

黑板演讲是面试时决定能否被录用的关键。这和写论文不一样,很多人写文章很顺畅,但要在很短时间里把将来要做的事情压缩并且有逻辑地讲述出来,还要回答“面试官”的各种提问,就感觉异常困难。

在同事们的帮助下,经过精心准备,李洋在重重筛选中脱颖而出,获得了美国圣路易斯华盛顿大学(WUSTL)的教职。“实验室里只要有任何一人需要,其他人都会这样帮忙。我觉得一个实验室能否做大做强,离不开这样团结而活跃的氛围,互相帮助才能共同进步。”

珍惜读博和做博士后研究的时光

去工业界还是坚守学术界,是很多科研工作者都会面临的选择,李洋也问过自己很多次。当年,他去美国做博士后研究的愿望就是能去最大的测序公司illumina工作。

但自由随性的他最终还是选择了留在学术界,“我不太喜欢被人规定做一项工作。做科研有一定的自由度,我可以做我想做的课题,这让我感到快乐和满足”。

到WUSTL后,李洋建起了自己的实验室。买仪器、建集群,选电脑、定课题、申请经费……现在大小事情都需要他做主。被杂事琐事包围后,能留给做科研的时间反而变少了。

“我觉得最快乐的时光还是读博和做博后那会儿,我有大把的时间花在思考科学问题上。大家应该好好珍惜这段时光。”李洋说。

在参与“脑计划”研究项目时,为了不耽误其他同类型项目的发表进度,有时能熬到凌晨四五点,他也不觉劳累;在审稿环节,审稿人提出40多个问题时,他逐一耐心解答不觉烦琐……“因为这些都是我非常感兴趣的研究,源于热爱,所以不累。做科研的前提一定是基于兴趣,否则就会很痛苦。”李洋表示。

现在有了自己的队伍后,李洋深觉责任重大。实验室已有3名成员,他很喜欢跟这些年轻人讨论科学问题,平时会组织大家一起吃饭,增进感情。他希望在温馨的氛围里同大家一起成长进步,做出更多杰出的成果。

论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03604-1

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adf7044

 
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