奋进科研路 逐梦新征程 —— 与青年学者面对面 |魏炜:交叉研究能碰撞出思维的火花

发布者:陈丽坤发布时间:2022-05-25浏览次数:10

  魏炜,伟德BETVlCTOR1946副教授、博士生导师,BETVLCTOR伟德官网下载“仲英青年学者”、德育导师2009年毕业于南京师范大学,获得理学博士学位,随后进入BETVLCTOR伟德官网下载工作至今,主要从事生物无机化学、化学生物学及合成生物学方向的研究。其代表论文发表在Sci. Adv.JACSNat. Comm.Angew. Chem. Int. Ed.Environ. Sci. Technol.等国际主流学术期刊,工作获得了国际学术同行的关注和认可,被美国化学会C&E News,《自然•化学生物学》杂志等专业学术媒体亮点报道。魏炜老师长期参与本科生科研实践训练的指导工作,先后获得BETVLCTOR伟德官网下载本科教学实践优秀指导教师和BETVLCTOR伟德官网下载魅力导师奖。

实验课要认真去上

1.老师当时是出于怎样的考虑选择了学习生物这条道路呢?

  我们这个年龄段的人可能都差不多,是一批听着“21世纪是生命的世纪”长大的学生。我是南京本地的,2000年考的大学,当时选择这个学科,主要是因为对我而言生物相较于其他理科科目更有吸引力一点,他的内容更贴近生活,并且还包含了很广泛的内容,觉得很有意思,所以没想太多就走了这条路。

2.能不能给我们分享一下您在本科阶段的学习状态?大学的学习生活有哪些给您留下了深刻的印象呢?

  首先大学跟高中还是不一样的,据我了解,现在高中的生物教材已经改过很多版,内容丰富了很多,我们当时的生物书是很小的很厚的,包含了生化遗传的一些内容,但是像分子方面的内容比较少,所以有点像大综合,跟现在的大类班上来先学的普通生物学有点相似,讲的比较浅。到大学以后,我虽然是学生物的,但是第一年两个学期,生物的内容很少,大多是基础课,比如数学,大化,物理等等。我大学本科和研究生阶段是在南京师范大学读的,我的专业叫生物技术,是当时响应需求建立的,会有一些偏应用的方向,学的内容比较多。南师大的生科院跟南大生科院比较像,他们没有太多的偏科,所以我们生物技术专业当时会把所有内容都,包括动物、植物、生理都上一遍。

  我本科阶段对于基础理论学的不是很扎实,唯一一个占优势的地方,就是我的实验都很认真地去做,因为对于生物科学我的理解就是实际的表征认知更高一点,所以我会去认真做实验,去听,去想,我认为这个机会是比较难得的。当时,能真正进实验室做实验的本科生不是很多,现在的学生可能大一大二就可以找实验室,我们那时候没有这条件。我本科三年都在仙林,但生科院的大部分老师实验室在随园校区,本科生基本没什么条件在大学阶段进实验室,所以我当时至少实验课要认真去上,这是属于比较稀有的实际动手操作的课程,在本科阶段是很重要的。大四的时候我们搬到随园校区,也是老楼,在那里做毕业设计等一些实验。但我们遇上了03年的非典,当年也还没有线上课,所以大半个学期只能自学,期末考个式,都是开卷考。其实疫情对于像生物这样的实验科学,自然科学来说也是一种困难,我们有大半个学期封校,只能在宿舍区转转,不能出校,不上课,最多也就是去图书馆转转。

  其实那个时候对疫情并没有像现在大家的认知那么多,当时的宣传媒体条件没有现在好,信息获取渠道单一,没有那么恐慌焦虑,虽然有一两个月不能出校,跟现在差不多,但没有太大的影响,非典当时传播没有那么广,南京的情况也是蛮好的,大家注意一点就没有太大问题。

3.近几年来因为世界范围内疫情形势的严峻,影响了许多科研工作者的研究以及学生对于未来的计划。您有因为疫情受到过什么影响吗?

  我们有一个大的研究课题从2018年底开始做,在19年底的时候出了第一阶段的成果,我们当时非常幸运地及时发表了第一阶段的成果。在这之后,我们想去做完第二阶段的工作,把它尽快的投出去,但是遇到了疫情。

  在我们最需要去做实验的这段时间,疫情给我们造成的主要是两个大问题。第一个问题就是封校,我们的专职科研人员非常辛苦,他当时被封在学校里面,一个人在实验室待了快两三个月的时间,整个上半年只有他一个人在学校里做实验。第二个问题是仪器,由于我们实验对一些仪器的要求很高,在整个南京地区都找不到些仪器设备,导致我们这方面的研究就停滞了很长时间。而且间间断断的疫情,也让我们没有办法离开南京,到其他单位去工作,这让课题受到很大的影响。受到打击以后,我们觉得现在的结果其实和我们初衷和设想差的很远,投稿也遇到了很多的问题。因为有些实验即使想补,也没法去补做。我认为疫情带给科研工作的影响是比较大的。对于专职科研的人员来说,假设他在一定时间内因为疫情没有办法完成工作,这对科研进度是有很大的影响的。对于相关的学生来说,不仅可能会对他们毕业造成影响,还可能虽然他有足够的工作量,但是没有办法发表更好的文章,尽管可能本来是一个很好的课题。对于课堂来说,老师没法和同学们面对面,也不知道效果如何,同学们觉得不在氛围中,坐在宿舍或被窝里上课,效果肯定是有差别的。

转折阶段,信息很重要

4.您当年考研是出于什么样的考虑呢?研究生生活与本科又有哪些差别?

  我们当时由于信息不多,考研的氛围不是很浓,班级里即使有考研的,也都是个别同学去想,去提前准备。我刚开始想出国,所以学了一点GRE,学了一段时间之后又感觉没有那么强的动力。这种事其实周围有一群人会比较好,可惜我周围没有氛围,都是单打独斗。所以我当时想,要不先找个工作,如果能进一个事业单位,那还是不错的;其次就想考研,考研氛围虽然不浓,但还是有的,比较幸运的是我们考研的时候还没有那么卷,而且班级里还有考公务员的,考公务员也没有那么大热,如果那个时候考上公务员,那还算是踩在风口上面。

  我考虑了一段时间后还是决定考研,因为我做毕业设计的时候,在我们发展比较好的学科里,也是在院长的实验室里,所以就觉得也可以试试考研,起初没多想选择什么方向,我们这个专业大四学了很多偏应用方面的内容,比如酶工程,发酵工程,让我觉得生命科学的尽头就是微生物。我们老师说微生物转化,听起来很土,但用现在的话来讲,就是合成生物学,是生物发展的第三次浪潮,所以我就想学这个方向。其实我的考研成绩不顶尖,周围有同学考南大的,我也想去考,但听说南大考研特别难,所有专业题都是英文出的,感觉考本校就不错了,我是抱着这个想法去考的。说起来我还是会被外部的氛围影响,感觉自己努力努力够得到,就顺理成章就读研了。

  研究生生活对我来说跟本科差别不大,但有一个好处是可以每天待在实验室,导师虽然很忙,但对我们要求高,看得严,要求我们从研一开始,首先要把课上好,再做点力所能及的事,比如参与到一些课题里。另一个让我印象深刻的就是我们从事的某些方向需要连续工作,我现在看来,早些接触到这一类型的实验能养成更好的习惯。我们经常连续做4872小时的实验,累了就在椅子上靠一靠,趴一趴。因为微生物转化发酵,有的时候要连续几个小时收样,或者补一下底料,那时候都靠手动,开个计时器,每四个小时,六个小时就收一次,有的时候两个小时收一次,两三个人来回倒。

  我觉得年轻的时候有机会做就多做一点,但不鼓励用健康去熬,有好多大牛回过头来说为科研牺牲健康是不值得的,我觉得也是,所有工作的基础都是身体,没有物质基础,再聪明,再有新想法,也很难去实践它,当然能找到平衡是最好的。所以我建议同学们有时间就尽可能的练一练,身体底子好还是有用的,至少在卷的时候还能多卷一段时间。

5.您在博士毕业后是什么样的机会让您来到了南大生科院进行学术研究呢?

  其实当时博士读完了以后,我也想过找工作,比如说博士毕业以后去找一个本土的高校直接当老师,也还是可以的。但当时我还处于一个信息闭塞、比较迷糊的状态,只能向周围的老师打听。其次就是我当时周围没有顶尖的高校氛围好,同学之间很少有职业规划方面的交流。

  那时我想虽然博士阶段也蛮辛苦的,但自己想学到的东西还没有学深学精,想解决的问题没有解决,自己的能力还有待加强,所以想再继续学习深造。于是就找了一些前辈介绍,看看有没有机会。我觉得在一些转折阶段,就是要多去找一些比你年长的导师或者朋辈,多听听他们的意见,他们会从自身的角度给你一些信息建议供你作参考。信息肯定是很重要的,因为这个圈子其实比较小,我们那个时候互联网也没有那么发达,在那个阶段要去网上去找很多的信息的话,其实路子还是比较窄的。

  后来的一个机会是我的一位师兄给我介绍了伟德BETVlCTOR1946,当时赵劲老师刚回国来到生科院,赵老师本身是做化学方向金属有机催化的,当时回生科院是想在化学生物学方向有所发展。2009年的时候,全国大学生化学生物学暑假学校在南大举办,由赵老师牵头,我当时就去找赵老师聊了聊,恰好赵老师发展化学生物学方向需要一个生物学专业的助手,我就去申请做了博士后。化学生物学在当时是一个比较新的研究方向,国外是2000年左右开始的,国内是0708年以后,国家才开始注意到这些方面,有一些政策开始倾斜。南大那个时候,还没有做生物化学方向的,我们课题组是最早从事这个方面的。

  当时南大还在鼓楼,条件不如现在富裕。赵老师最初回来的时候,实验室是在唐仲英楼的花房,那个地方开展化学实验还好一点,但想从事化学生物学方向的实验,基本上不可能。所以最后我几乎整个博士后阶段的工作都是在外面做,后来就去了北大,我在北大的化院做了差不多一年半的工作。

  这个阶段对我的学术经历来说最为重要,是真正去开拓事业的一个阶段。因为北大那边化学生物学也是刚刚建立没多久,老师都是刚从国外回来还非常年轻的学者,他们把新的研究思路,包括他们的工作状态都带回来了,这对于我们来说其实就跟去到国外没有什么太大的区别。同时,我从事的研究方向逐渐开始做交叉了。站在如今角度来看,可以发现真正只是做一个纯的基础学科,其实是很难的,尤其像生物这个学科,要想把生物这个学科研究好,就必须要去和物理、化学、计算机、材料交叉,才能把这个问题从不同的层面上研究透。在北大这段经历让我慢慢的从以前纯生物学研究转到化学生物学。

对做研究的人来说,首要的是研究能否应对一个具体的问题或者挑战

6.您当时在选择了这样一个交叉性很强的方向后有没有遇到什么困难呢?

  困难肯定是很多的,我本硕博学的都是纯生物学,对于一些研究方法比如分析化学、物理化学的表征方法,很多操作比如打核磁,测圆二色谱等等,我都没听说过,所以就得自学,了解这个东西是怎么做的。我当时的感触就是学习过程特别交叉,会常到化院、生科院以及工学院去学习。现在本科生学生物学,我们都会培养他们的学科交叉思维,我上课的时候也经常跟同学们介绍一些学科交叉的方法,因为很多时候可能物理、化学的一些方法会比传统的纯生物学方法要好。我希望同学们跳出思维的局限性,即使以后遇到的导师的研究思路,看起来和你学的内容不一样,但有可能和你的研究在某一个点上有一定的交叉,这个时候就很容易碰撞出思维的火花。

7.我们看到院官网上老师有三个研究方向,老师能不能具体介绍一下呢? 

  我在主页上面写了三个方向,实际上这三个方向指的是比较长的一段时间内我想去做的几个方向。但是具体到细节,会在时间尺度上因为各种各样的原因是进行一些调整,比如考虑到学生的毕业问题,就不能把课题周期拖得太长。

  我现在主要做的是无机物质在生物体系中的功能,这个方向是我从博士后阶段做重金属开始的,那个时候为响应国家的重大需求,我们从一个比较好的切入点进行研究——利用生物方法检测环境中重金属污染程度以及讨论重金属治理方案,这里面会涉及到金属蛋白结构的改造,我们在这个方向上做了很长时间的探索。我觉得对于做研究的人来说,首要的就是一项研究能否应对一个具体的问题或者挑战。我常说,我们做这个工作,能不能总结出一句话:是否解决了一个关键的问题,或者是否为我们国家的重大需求、卡脖子的技术做出贡献。

  我们也在研究非金属元素的二维纳米材料的生物学功能,很多同学对新型的纳米材料感兴趣,想去研究他的生物学功能,比如说安全性等等。这其实是我的一个学生自己想做的,虽然当时这并不是我们的主要研究方向,但我觉得也能解决一些问题,所以我们就沿着这个方向去做尝试,做了一系列的工作。我们课题组差不多从2018年开始一直做到现在,一系列的工作主要都是围绕着一些无机的非金属元素的二维纳米材料,探究它们在生物体内的一些生物学功能。

更重要的是学生自己做规划

8.您曾获评2019年度BETVLCTOR伟德官网下载魅力导师奖,请问您在教学活动或日常生活中是如何处理与学生之间的关系的呢?

  我们整个课题组的氛围是比较宽松的,我和学生处于朋友的状态会更多一点,在学生做科研方面我还是秉持主要靠学生自觉的理念,老师只是起一个指导性的作用,不要给学生很大压力。我们会在学生进组的时候就说明,你至少要完成学位论文要求的工作量,到最后才能找到合适的工作,你只有具备了那些能力,才能够在将来的岗位上持续稳定地工作。其实这种做法的效果还是因人而异的,这并不是对所有的学生来说都是好事儿,但我仍然觉得更重要的是学生自己做规划。我认为如果学生自己不想干想躺平,我再怎么逼迫是没有用的。因此,我们的学生基本上是自己去找一些文献,确定方向,如果有什么问题,大家就一起讨论,我会在大方向上,提出一些建议和指导。

9.您每年都参与指导本科生参加iGEM比赛,并且曾发表过一篇名为《培养“绽放个性”的生命科学创新人才》的文章,分享了自己在这方面的经验。请问老师为什么要一直指导参加iGEM呢?您认为iGEM比赛能够给本科生们带来哪些收获?

  我最早接触iGEM比赛是在北京大学工作的时候,北大在2010年获得了iGEM金奖,当时队伍里有两个本科生成员在我们实验室工作,参赛课题中的一些内容由我负责研究,这个时候我对iGEM开始有一些了解。之后到了2013年,我回到BETVLCTOR伟德官网下载工作,发现南大的学生也在参加iGEM,那一年的iGEM其实我参与的并不多,因为那时候学生们的自主性比较强,会自己去提出一些课题,之后需要进行答辩,由院里讨论选择哪一组参加比赛。后来到了2014年,又有学生来找我指导,我觉得我也可以试一试、搞一搞。所以差不多从这个时候起,我开始深入地去了解这个活动是什么、怎么做,逐渐对iGEM有了更深入的认识。

  至于我为什么要一直参加iGEM,我觉得本身iGEM就涉及我感兴趣的合成生物学的研究方向和跟环境和能源相关的领域。其实在参加iGEM的过程中,一是可以学习到很多的研究思路和研究方法,每年几百个队伍的idea在比赛里,能够收获到不少东西;二是觉得指导iGEM比赛是一个双赢的工作,每年都会有很多参赛学生,他们的特点或是特长是不一样的,都可以通过参加比赛得到锻炼;三是,利用比赛的机会,每年我都会对一些研究思路去做整理,也相当于对我自己研究工作的一些检验,从中去找一些比较有意思的方向去做一做、试一试,每年试一试,总归还能试点东西出来,我觉得其实是蛮好的。加之后来比较熟悉比赛,其中很多的思路、套路也是比较有意思的,我觉得很好玩,就一直坚持下来了。

10.在与本科生进行交流的过程中,您认为本科生的科研有哪些需要注意的地方?有没有什么在学习或者规划上的建议?

  我认为iGEM相当于一个科研项目。在早些时候,其实本科生能接触这种科研项目的机会并不多,那时候包括大创项目等科研训练还没有像现在这样开展的这么多,互联网+、挑战杯这些竞赛都是之后才举办的。参加一个iGEM的项目对于本科生整体科研能力来说,是一个比较全面的训练,因为iGEM既包括实验的操作、科研的设计,也要求参赛学生会说故事,会展现科研成果。

  关于科研成果的展现你可以发现,现阶段他是一个很有意思的,甚至是需求量很大的的领域。所以现在有很多公众号,教你怎么画图,怎么做图,甚至帮你去设计一些需要发表的文章的内容。并且不仅仅是这种小的公众号,比如说像naturescience、美国化学会等这些专业的杂志,它都有类似的付费服务帮助你来设计你的文章的图表或者是整个研究的思路。iGEM恰好可以提供一个锻炼学生这方面的机会。

  我觉得让学生在本科阶段能够接触和感受到科研里面的各种各样的项目和需求是很有意义的一件事。后来我们也做过总结,参与过iGEM项目的本科生,基本上来说,毕业了以后都能在生物学的研究方向上继续深造,因为他们体验到其中的乐趣了。

南大生科院始终能坚持自己的节奏

11.前段时间我们开展了南大生科院百年院庆发展大会,老师如何评价近年来我们学院的发展呢?

  我认为生科院近些年尤其是近五年来的发展走上了一个比较快的轨道,尤其是四十多岁的年轻一代老师已经挑起了大梁,不仅推动了我们院原有的一些已经形成了优势的学科的进一步发展,而且开辟了许多新的研究方向。生科院有很多刚引进的高层次人才学者,经历了最开始的一段条件受限的辛苦时期后,这两年也逐渐进入厚积薄发的阶段了。尽管外部的竞争压力一直非常大,但是南大生科院始终能坚持自己的节奏,尽可能地去发挥自己的优势,再在此基础上去开拓新的领域,逐渐做大做强。我认为这是我们院的特点,也是值得骄傲的地方。