TCR-CD3復(fù)合物的整體結(jié)構(gòu)圖。哈爾濱工業(yè)大學(xué)供圖

在中學(xué)生物課本里，有一個我們熟悉的知識點：T細胞，是脊椎動物適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的關(guān)鍵細胞。

很少會有人去進一步探究：T細胞的“眼睛”是什么？在生命科學(xué)領(lǐng)域，T細胞受體（TCR)就是這樣一個角色。為了揭開它的神秘面紗，國內(nèi)外的眾多科學(xué)家探索了幾十年。

前不久，哈爾濱工業(yè)大學(xué)（以下簡稱哈工大）生命學(xué)院教授黃志偉團隊在《自然》雜志上發(fā)表《人T細胞受體-共受體復(fù)合物組裝的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)》研究文章。這是人類世界上首次揭示人T細胞受體復(fù)合物的結(jié)構(gòu)，也是中國科學(xué)家在免疫基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域取得的重大原創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)。

2012年，哈佛大學(xué)博士后黃志偉放棄了美國的工作邀請，來到哈工大。在這里，他先后破解了4個生命科學(xué)領(lǐng)域的世界級科學(xué)難題，還從零開始推動哈工大結(jié)構(gòu)分子生物研究方向的學(xué)術(shù)建設(shè)，成為該校最年輕的學(xué)院院長。

發(fā)現(xiàn)人體“警察”的眼睛

“過去20年中，國際上對T細胞受體進行了廣泛研究，但對于T細胞受體與共受體復(fù)合物組裝及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)結(jié)構(gòu)，仍是未知狀態(tài)。”黃志偉說，該項研究正回答了這一基礎(chǔ)科學(xué)問題，揭示了T細胞受體和共受體識別、組裝成功能復(fù)合物的分子機制，為開發(fā)基于T細胞受體的免疫療法，治療癌癥、自身免疫性疾病、免疫缺陷疾病等提供了重要科學(xué)基礎(chǔ)。

黃志偉介紹，T細胞相當(dāng)于人體中的“警察”，它利用自身敏銳的判斷力搜索并抓住“壞人”，而T細胞受體可以識別抗原，相當(dāng)于“警察”的眼睛，分辨哪些是“壞人”，哪些是“朋友”。

“找出‘壞人’后，激活T細胞免疫反應(yīng)，傳到細胞內(nèi)和細胞核里面，把‘壞人’清除掉。”黃志偉說。

對此，文章審稿人的評價是：“該研究工作代表了細胞適應(yīng)性免疫的分子機理研究的一個重要里程碑。通過闡明第一個在膜上組裝的T細胞受體和其CD3共受體的結(jié)構(gòu)，極大地增加了我們對T細胞識別抗原反應(yīng)的激活機制的理解。”

“T細胞受體復(fù)合物結(jié)構(gòu)之謎一直是世界頂級科學(xué)家們夢想解決的細胞適應(yīng)性免疫學(xué)的重要科學(xué)問題，哈工大黃志偉團隊對該復(fù)合物結(jié)構(gòu)的解析是理解細胞適應(yīng)性免疫機制的重要里程碑。”中國科學(xué)院院士施一公也對該項研究給予高度評價。

越努力越幸運

在這些成績的背后，離不開黃志偉“非主流”的人生選擇。2012年，黃志偉從哈佛大學(xué)來到了哈爾濱工業(yè)大學(xué)。

當(dāng)時黃志偉有不少工作選擇，最后之所以選擇哈工大，源自他在讀研時看到的中科院神經(jīng)科學(xué)研究所所長蒲慕明的一篇文章。

“當(dāng)時蒲慕明在這篇文章中寫道，年輕人在未來回國，未必要回北上廣這樣的地方，可以去偏遠一些的地方，在那里建立自己的實驗室做出成果，對于個人或者對社會的意義會更大。這讓我很受觸動，所以來到哈工大，我認為學(xué)校有能力支持我做研究。事實證明，我的選擇是對的。”黃志偉說。

從本科階段的化學(xué)工程與工藝專業(yè)、轉(zhuǎn)到研究生階段的生命科學(xué)的結(jié)構(gòu)與功能研究，再到博士后階段的免疫與感染疾病方向，黃志偉的研究領(lǐng)域跨度很大。這其中面臨著許多未知的挑戰(zhàn)，但他卻樂于面對這種挑戰(zhàn)，并甘之如飴。

“無論面對何種挑戰(zhàn)，我始終抱有一個初學(xué)者的心態(tài)，大膽嘗試生命領(lǐng)域相關(guān)前沿問題，去開拓自己的視野，探索生命的奧秘。”黃志偉說。

近年來，黃志偉在生命科學(xué)相關(guān)研究領(lǐng)域的最前沿屢次發(fā)出了自己的聲音。他的團隊從2014年到2017年就已先后破解了3個世界級科學(xué)難題。

2014年1月，他們揭示了世界頂級結(jié)構(gòu)生物學(xué)家們一直夢寐以求的艾滋病病毒毒力因子（Vif）的結(jié)構(gòu)，研究論文被《自然》雜志在線發(fā)表；2016年4月，他們揭示出Cpf1的工作機理，使Cpf1為特異和高效的全新基因編輯系統(tǒng)提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，研究論文同樣被《自然》在線發(fā)表；2017年4月，課題組在《自然》在線發(fā)表了題目為《Anti-CRISPR 蛋白抑制CRISPR-SpyCas9 活性的分子機制》的研究論文。

說起這些成果背后的研究過程，黃志偉表示，這很難用一個具體的時長去衡量，更多的是幾十年的專業(yè)積累。“科學(xué)研究有時如同走進了一個迷宮，怎么選擇路線很關(guān)鍵，這需要科學(xué)的判斷和邏輯的思考。而科學(xué)的判斷則是基于數(shù)十年的科研經(jīng)歷和積累的知識。”

“越努力越幸運”， 哈工大生命學(xué)院博士生董德牢記著導(dǎo)師黃志偉對他說的這句話。董德是這次發(fā)表論文的并列第一作者，在此之前，他已兩次和導(dǎo)師一起在《自然》雜志在線發(fā)表論文。

在實驗最緊張的時候，董德平均每天在實驗室工作16個小時，每天凌晨三四點回寢室睡覺是再平常不過的事情，甚至有一次做實驗連續(xù)工作了兩個白天一個晚上。他說：“早就聽說團隊很忙，但直到進入了團隊才真正體會到什么叫忙碌！”

但他覺得這不算什么，因為他的導(dǎo)師黃志偉比他還忙。董德說，導(dǎo)師黃志偉幾乎沒有周末和假期的概念，經(jīng)常在實驗室熬通宵，甚至過年都不休息，初一還在辦公室寫論文。

長期以來，基礎(chǔ)科學(xué)研究一直被稱作是科研工作者的“冷板凳”，然而，黃志偉卻在其中找到了自己的獲得感。

“之所以堅持做基礎(chǔ)研究，最大的原因就是興趣。一個重要科學(xué)問題解決了，我會覺得很高興。在基礎(chǔ)科學(xué)研究中，會遇到很多困難，通過努力不斷解決這些困難，自己也能樂在其中。更重要的是，做科學(xué)研究可以讓我沒有束縛地思考各種科學(xué)問題。”黃志偉說。

期待中國學(xué)術(shù)界早日“遍地開花”

作為哈工大引進的高水平海外人才，黃志偉在東北闖出了一番新天地。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院成立于2011年，其前身為1995年成立的生命科學(xué)與工程系。

黃志偉來到哈工大后，從零開始建設(shè)結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)與天然免疫信號轉(zhuǎn)導(dǎo)研究室。

2016年，哈工大校長周玉找到黃志偉，讓他做院長。黃志偉對周玉說：“如果讓我做院長，我希望學(xué)院能有一些創(chuàng)新的模式，和跟國際一流大學(xué)接軌的運作機制，吸引一批優(yōu)秀人才加入。”

學(xué)校特別認同黃志偉的觀點。2016年，在黃志偉的主導(dǎo)下，哈工大成立了生命科學(xué)中心，作為哈工大首個“學(xué)術(shù)特區(qū)”和生命學(xué)院的高端人才和科研成果的“蓄水池”，生命科學(xué)中心在學(xué)校授權(quán)范圍內(nèi)，具有相對獨立的學(xué)術(shù)、人事自主權(quán)以及人才培養(yǎng)體系，并試點進行基礎(chǔ)科學(xué)研究、人才培養(yǎng)一體的體制機制綜合改革與創(chuàng)新。

“學(xué)校的生物學(xué)與生物化學(xué)學(xué)科在US News中的排名，這3年每年前進50個名次?，F(xiàn)在生物學(xué)和生物化學(xué)在世界上的排名是154位，位列中國學(xué)校第六名。”黃志偉自豪地說。

“人才蓄水池”離不開人，黃志偉對于90后、95后的未來人才也十分看重。

黃志偉所帶的團隊以碩士生、博士生為主，大概20人左右。在這個團隊里，黃志偉親自給學(xué)生安排課題、設(shè)計實驗，指導(dǎo)學(xué)生做實驗，并隨時翻閱學(xué)生的實驗室筆記本，每天和學(xué)生討論問題。遇到一些關(guān)鍵的實驗，他就親自操刀。他經(jīng)常在晚上就把第二天工作想法整理好，課題進展到什么程度了，要做哪個實驗了，哪個學(xué)生要干什么……他都會及時安排好。

作為一名海歸，黃志偉欣慰地看到越來越多的年輕人決定回國發(fā)展自己的事業(yè)。“現(xiàn)在，我們國家有人、有資源、有條件，我們完全可以做出和世界其他地方一樣優(yōu)秀的科學(xué)成果。”

黃志偉也期待著，中國的學(xué)術(shù)界可以“遍地開花”。“在美國，無論是發(fā)達的東西海岸地區(qū)還是相對邊遠的中西部都有世界著名的科學(xué)家。目前，中國百分之八九十的科研成果都在東部和一線城市，很少有突出的基礎(chǔ)科學(xué)研究成果出現(xiàn)在東北、西北等邊遠地區(qū)。我希望，有一天中國的科學(xué)研究可以‘遍地開花’，到那時中國的科學(xué)研究才真的上了一個臺階”。（記者 葉雨婷）

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