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2023年度第四届吴征镒植物学奖青年创新奖获奖人 黄胜雄:迎难而上 敢为人所不为

时间:2023-11-01 16:33:18    来源:    

【人物小传】

黄胜雄,1978年3月出生,中国科学院昆明植物研究所研究员、国家杰出青年基金获得者。黄胜雄研究员长期针对植物次生代谢产物开展化学结构鉴定及活性挖掘、生物合成及合成生物学、代谢产物的进化等前沿交叉研究,利用经典植物化学、结构生物学与基因组学的研究手段,解析了植物药物分子莨菪碱和可卡因的生物合成及进化起源,取得了一系列的原创性成果。这些成果解决了托品烷生物碱骨架合成的百年科学难题,提供了一个基于结构生物学、天然产物化学和基因组学研究次生代谢进化的新角度和案例,提升了我国在植物天然产物生物合成研究的国际影响力。

2023年,黄胜雄获得2023年度第四届吴征镒植物学奖青年创新奖。

 

黄胜雄正从药用植物中分离纯化活性天然产物。受访者供图

黄胜雄正从药用植物中分离纯化活性天然产物。受访者供图

莨菪碱和可卡因是具有悠久的药用历史且目前仍在临床上广泛使用的重要植物源天然药物,也是植物化学这门学科起源的代表性天然产物之一。

此前一百多年里,莨菪碱和可卡因骨架的生物合成是困扰全球科学界的“百年问题”之一。然而近年来,这一难题被中国科学院昆明植物所研究员黄胜雄带领的团队攻破。

这两项研究成果,不仅提升了我国在植物天然产物生物合成领域的国际影响力,还为改变传统的从植物体内提取莨菪碱和可卡因的途径提供了可能,从而解决植物药资源问题,降低生产成本。

切换赛道,要做就做最好

“如果用一个词形容我自己,就是‘change’,不断地‘改变’自己的方向,向困难领域发起挑战。”10月下旬,在中国科学院昆明植物研究所,获得2023年度第四届“吴征镒植物学奖”青年创新奖的黄胜雄这样概括自己的科研之路。

回顾黄胜雄的成功,多少带点义无反顾的“江湖豪气”。

大学时,因为听说“‘学天然产物化学’能够研发药物,治病救人”,黄胜雄便凭借一腔热血,攻读了中国科学院成都生物研究所的硕士。后来又申请了中国科学院昆明植物研究所植物化学博士研究生名额,师从孙汉董院士。

博士期间,他先后两次获得中国科学院院长奖,毕业论文《五种药用植物的化学成分和生物活性研究》还获得中国科学院优秀博士论文。

2007年,黄胜雄即将博士毕业时,面对未来人生方向的选择时,国际顶级学术期刊《自然》和《科学》上刊载的两篇关于“合成生物学”的文章,对他触动很大。

“通过调控基因来改变天然产物的化学结构,组合植物生物合成的基因放入酵母菌,组成新的生命体来高效合成植物天然药物。”黄胜雄说,这让他非常着迷。

可是,从化学研究转做生物合成,这其中难度不小,挑战很大。且彼时,国际上“合成生物学”的主要研究成果长期被国外科学家主导,国内从事这一领域的人扳着指头都数得过来。

黄胜雄做了一个大胆的决定——出国。

2008年3月—2013年2月,黄胜雄先后在美国两家科研机构从事研究助理工作。跨学科研究,黄胜雄几乎是从零开始,他自嘲花了三年多时间才真正入门。

“要做就做到最好!”正是凭借这股冲劲儿,在国外五年时间里,他有十多项重要研究成果在国外知名学术期刊上发表,与此同时,植物化学方面的研究他也从未落下。正是这种双学科交叉学习,为他此后回国从事“植物生物碱类化合物”研究奠定了基础。

敢为人所不为,破解“世纪难题”

2013年,当黄胜雄决定要回国时,北京、上海、成都的多家单位都向他伸出了“橄榄枝”,但最终他还是决定回到云南昆明。

“云南拥有丰富的药用植物资源,为开展植物研究提供了理想的资源条件。同时中国科学院昆明植物研究所既是我的母校,也是众多优秀植物学家汇聚的地方。”黄胜雄说。

回国之后,黄胜雄被纳入“国家高层次人才引进计划”,有了科研经费、平台的支持。2015年,他顺利地组建了课题组,开始正式向“天然产物生物合成”发起挑战。

为提升中国在“植物天然产物生物合成”研究上的国际影响力,2015年,黄胜雄毅然放弃了自己的科研舒适区“微生物天然药物生物合成”,转而选择了“植物天然药物生物合成”中号称挑战难度最大的“植物生物碱类化合物”——这属于难中选难。

偌大的实验室里堆满了各种仪器,设备的低鸣声足以盖过夜晚的宁静。黄胜雄就是在这里带领团队度过了无数个日日夜夜。他利用“经典植物化学”与“合成生物学”相结合的原理和方法,历经四年多不断摸索、反复验证,终于在2019年、2022年及2023年时,取得了系列突破进展。

——发现并阐明了莨菪碱和可卡因骨架合成的相关基因和催化机理,解决了托品烷生物碱骨架生物合成的基因密码及化学和酶学机制的“世纪难题”。这两项工作,被国际著名生物合成化学家誉为“有可能写入天然药物化学(植物化学)教科书的研究案例”。

做科学研究不能迷信权威

攻克“世纪难题”,带领专题组实现突破,黄胜雄坦言,在这个过程中,除了具备甘坐“冷板凳”的精神外,最重要的就是——不迷信权威。

“我经常告诉我的学生,‘尽信书不如无书’,做科研不能迷信权威,我们应该在尊重权威的同时,保持独立思考,勇于挑战现有的理论。只有这样,我们才能突破前人思维的禁锢,实现科研目标。”

黄胜雄举例说,在解析可卡因托品烷骨架构建时,因参照国际某权威期刊文章中的错误假设论断,导致实验结果一直无法匹配。“团队成员反复做了近两百次实验,一直无法找出原因。”迷茫时,他将这篇文章从头到尾进行了仔细阅读、详细对比,从中发现了数据的不合理处,并找到证据推翻了它,最终突破困境,相关实验成果还被发表在了《美国化学会志》上。

“除此之外,还要有敢于向困难发起挑战的勇气。”黄胜雄说,做科研是对未知的探索,越是鲜有人涉足的领域,越是充满了无限可能,只要坚持,总会出成果。

“跨领域研究,鲜有人敢去做,但我选择去挑战它,还选了研究难度最大的领域,并坚持了下来,才有了今天的成果。”对于未来,黄胜雄表示,希望通过自己的努力,能够在经典天然产物化学与植物学间架起一个“桥梁”,认识自然、利用自然和改造自然,为植物药的合成提供全新的绿色和高效的途径,造福人类生命健康。

关于“吴征镒植物学奖”

吴征镒植物学奖由中国植物学会、云南吴征镒科学基金会于2016年7月12日联合设立,旨在弘扬吴征镒严谨治学、无私奉献和执着追索的科学精神,奖励在植物学基础研究、植物资源合理开发利用、植物多样性保育及生态系统持续发展等方面取得杰出成就和重要创新成果的植物学科技工作者。该奖项每两年评选一次,每届设置“杰出贡献奖”一名和“青年创新奖”两名。

来源:人民网-云南频道

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