MVC人物访谈——中科院微生物研究所吴边研究员

Posted 2021-05-01 MaterialsViews

本周末WILEY人物访谈我们对话的是中科院微生物研究所吴边研究员。吴老师给我们介绍了课题组在生物催化和计算机酶设计方面的研究工作，并展望了计算机设计的非天然酶进入到生物医药领域应用的前景。

养微生物是他的工作，也是他的爱好。他认为科研中的“一头一尾”常常是工作中最享受的时刻，想到一个idea，或者发表了一篇论文。他给我们介绍了实验室里的Friday afternoon experiment传统，也许对大家有所借鉴。

吴边，博士，中国科学院微生物研究所，“百人计划”研究员，博士生导师，国家重点实验室副主任。主持基金委“国家优秀青年科学基金”，国家重点研发计划合成生物学专项等国家级项目。本科毕业于北京大学药学专业，2010年于荷兰格罗宁根大学获得博士学位，其后在荷兰帝斯曼集团与格罗宁根大学从事研发工作，2014 年回国工作至今。现担任中国生物工程学会合成生物学专业委员会委员、中国微生物学会酶工程专业委员会委员与中国生物发酵产业协会理事。研究主要致力于生物催化相关的元件挖掘、机理解析、酶工程改造、合成设计等工作。在Nat.Chem. Biol., Angew.Chem., ACS Catalysis等国际主流学术刊物上发表数十篇论文并获得中和多肽青年科学家奖、中国优秀青年酶工程学家奖等奖项。在此基础上构建出一系列化学品的生物合成途径，已有多项技术成功转化，实现产业化应用。

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Introduction

MVC：能否请您先简单介绍一下您课题组的科研工作？

WB：我们课题组主要从事生物催化相关的元件挖掘、机理解析和设计应用等方面的工作。在理论方面，我们的研究主要集中在如何借助计算机技术对酶这样的生物大分子进行原子尺度的功能设计。在应用方面，我们则主要研究如何将设计的酶整合到微生物中，从而创制出能够进行工业化应用的新型菌株。

MVC：当您还在上学的时候，您想未来从事什么职业？是什么把您吸引到科学领域的呢？

WB：和我们那一代大多数人一样，我从小就梦想成为科学家。在上大学后，我开始接触真实的社会，思想也发生了很大的转变，甚至自以为是地认为做科学家这种事是被舆论给误导了。我一度想要去体验不同的生活，也通过实习或兼职去尝试了销售、培训等各式各样的工作。但是这些工作，都不能让我获得心里的真正满足。后来机缘巧合，我来到荷兰留学，有机会接触到真正的科研。才体会到于我而言，探索未知、获取真视的成就感，是其他职业所不能比拟的。于是我重新下定决心一定要从事科学研究。而这一次，我明白这是内心自己的选择，自此没有任何改变。

MVC: 如果您没有走科研这条路，您现在会做什么？如果重新选择，您还会继续做学术研究吗？

WB：我个人的意愿一定是从事科研，但若是条件不允许的话，我也许会成为一位滴滴司机或者滑雪教练。

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Main  fields of interest

MVC：是什么促使您选择计算机蛋白质设计与绿色化学为您的研究课题？

WB：我本科是药学专业，按照北大药学院的大药学培养模式，我接受了包括药物化学、药物分析、临床药学乃至药事管理等各式各样的训练。其后，我到荷兰留学，在硕士阶段的一个实习项目中，我首次了解到药物不仅可以通过化学合成获得，还可以通过微生物（酶）来进行绿色的工业化生产。在十多年前，这对我是一个观念上的巨大冲击，因此我产生了学习生物催化的想法。荷兰虽然是个很小的国家，但却是生物催化领域不折不扣的强国，不仅有众多知名教授，也拥有帝斯曼这样的跨国大型企业。于是我选择了继续留在荷兰攻读生物催化方向的博士，自此长期从事这个领域的研究。

 

在研究过程中，我逐步体会到生物催化是一个高度交叉的领域，需要有机化学、生物化学、化学工程、微生物学等多个学科的共同支持。除了实验科学以外，这个领域的发展也离不开理论科学的介入。于是我花了数年的时间，在日常研究之余，学习计算化学与计算机技术，并逐步开始将信息技术与生物技术进行结合。这个研究方向难度很大，在国际上也是处于萌芽状态，鲜有同行。但从我们目前取得的初步进展来看，这个方向应该具有很好的前景，至少我们保持乐观。

 

MVC：您对于您的研究在酶催化，生物医药等领域的应用前景有何展望?

WB：计算机酶设计在经历了近年来的快速发展后，已经从概念发展扩展到实际的工业应用领域。例如我们在去年完成的β-氨基酸合成酶设计，目前已经实现千吨级规模化生产。相信在未来会有越来越多的计算机设计出来的非天然酶进入到生物医药的实际应用之中。

MVC： 对于发表的著作，哪些是令您最骄傲的？

WB：最骄傲的永远是自己发表的第一篇文章(ChemBioChem, 2009,10,338)，标志着自己终于成为了一名合格的科研工作者。虽然发表的期刊影响因子不是很高，但是在写作过程中，两位导师不厌其烦地反复为我指导十几稿。让我真正地学会了什么叫做治学态度。

而近期最喜欢的研究则是β-氨基酸合成酶设计的工作（Nat. Chem. Biol. 2018，14,664）。我们从无到有地创造出了自然界中不存在的生物催化途径，而且能符合工业化生产的诸多苛刻要求。国内外的同行们给了我们很多的鼓励。例如去年的诺奖得主F. Arnold在Chem .Soc. Rev.,上发表的综述中，评述我们的工作是计算技术在生物催化领域应用的一个巨大成功。我们非常开心能够得到自己非常尊重的科学家的认可。

MVC：您认为在期刊中做审稿工作有什么意义或重要性？

WB：我认为做审稿工作是非常有价值的事情。同行评议作为现代科学发展的基石之一，需要每一个科研工作者共同去努力维护。从青年科学工作者个人发展的角度来说，通过审稿进行批判性的阅读和对他人研究的积极评议，反过来能够极大地促进自己科研论文写作的水平。

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Work life balance

MVC: 什么时刻您最享受工作中的乐趣？

WB：科研过程中的一头一尾是我最享受的。“一头”是指我们实验室有Friday afternoon experiment的传统。有时我们会冒出一些与目前正在进行的既定项目无关的“疯狂”想法。我们一般就安排周五下午来做做预实验。大多数的想法最终都不会产生任何结果，那么过完周末回来就可以抛在脑后了。但是偶尔也会有成功的时候，也许一条新的研究道路就能开辟出来，这种取得初步突破的时刻是一种寻求到未知的乐趣。“一尾”则是指团队经过几年的坚持，克服种种困难，最终一个项目取得阶段性成果，或是文章被接收，或是工业化产品正式投产，这是另一种如愿得偿的宽慰乐趣，就像长跑过后，感受到的所谓“runner's high”一般。

 

MVC: 科研工作之余，您有什么爱好？

WB：养微生物是我的工作，也是我的爱好。实验室之外，我自己在家也用微生物做酸奶或者酿酒。除了微生物，我也很喜欢植物和动物。我在郊区租了块地，有空就去种种庄稼，在家里养了猫和鱼。运动方面，冬季是滑雪，非雪季跑步。

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Work life balance

MVC: 您认为科研人员最重要的品质是什么？您对有志从事科学研究的青年学生有什么建议？

WB：我认为科研人员最重要的品质是能够在长期缺少正面反馈的环境下，保持平和的心态，持续地按着既定目标前进。医生可能做完一台手术就拯救了一位病人，大厨做完一桌宴席就能看见食客们满意的笑容。但是科学工作具有很大的特殊性，可能需要长达数年甚至数十年的时间在未知中摸索。每天的工作结束后，没有特别值得一提的进展是常态。因此，我所知道的成功科学家们，或充满激情，或平静如水，但内心一定都是极其坚韧的。

 

MVC: 您能否用简单的几个英文单词形容下拥有快乐的实验室生活的关键？

WB：work hard, play harder

 

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