文/肖延勝 王永梅
堅持科研夢想實現人生價值——記國家“青年千人計劃”特聘專家、西南大學許一豐教授
文/肖延勝 王永梅
在科研的道路上孜孜不倦地追求著自己的夢想,即使遇到艱難險阻,他也從來沒有退縮過。長期以來,他堅持奮戰在科研第一線,憑著自己頑強的毅力和拼搏精神,闖出了一片屬于自己的科研藍天。
他,就是西南大學生命科學學院教授許一豐。他以植物分子遺傳學、植物逆境生物學為主要研究方向,憑著自己獨到的發現和刻苦鉆研的精神取得了豐碩的科研成果,受到了科研界的熱切關注。
許一豐本科就讀于臺灣中山醫學大學,獲得營養學學士學位,隨后進入該校醫學分子毒理學研究所攻讀碩士學位。2010年,獲臺灣中興大學生物科技學研究所博士學位。在博士學習階段,獲得菁英留學計劃的支持,赴美國加州大學河濱分校做訪問學者。在完成三年的博士后研究后,到中科院上海植物逆境生物學研究中心擔任青年研究組長。2015年9月起成為西南大學生命科學學院教授后,許一豐開始以植物分子遺傳學、植物逆境生物學為主要研究對象,進行相關的科研工作。
創新才能不斷發展,科研也是如此。許一豐追求持續的科研創新,希望自己能為科研貢獻自己的力量,奉獻自己的智慧。
在植物表觀遺傳學相關研究方面,許一豐揭示了RdDM 路徑下的重要新成員。DNA甲基化是一種造成真核生物基因沉默的重要表觀遺傳修飾。除了調控基因表達外,還參與轉基因沉默、基因組的穩定、副突變、基因體印記、X染色體失活等許多重要的生物功能中。該項目是以模式植物擬南芥為研究材料,探討植物中一個特殊的甲基化路徑-RdDM。它以小分子RNA為媒介,引導DNA甲基化發生,從而造成序列特異性轉錄基因沉默。許一豐對此進行研究時,通過系統性的遺傳篩選方式,發現多個全新的參與RdDM路徑的相關基因,取得了顯著的科研成果。

許一豐教授(前)課題組全體成員
許一豐在赴美國加州大學河濱分校做訪問學者期間,師從于國際知名植物學家、美國科學院院士朱健康,在其領導下開展了植物的表觀遺傳調控機理的相關研究。在對未接觸過表觀遺傳研究的許一豐來說,這是個機遇,也是個具有挑戰性的研究工作。最終在許一豐與合作者共同的努力下,建立了一套良好的遺傳學篩選系統,并發現了植物RdDM甲基化路徑的多個成員。透過遺傳篩選的方式,他進行了DNA去甲基化酶突變株的次級抑制子的篩選。除了成功篩選出多個參與RdDM路徑相關的成員,還發現了一個新成員NRPD4。在科研中,許一豐發現,在nrpd4的突變體中,植物一些特定位點的DNA甲基化程度會降低,并且對siRNA的累積會造成影響,而使RdDM下游沉默的基因能再度被啟動。NRPD4能分別與已知RdDM的成員NRPD1及NRPE1共定位及相互作用,揭示出NRPD4是一個參與到RdDM路徑的新成員。
許一豐還發現,在RdDM路徑下,一個能同時鏈接AGO4和RNA的新效應器蛋白KTF1。研究發現,在RdDM新成員KTF1的蛋白功能性喪失突變體中,DNA甲基化程度降低,使RdDM路徑下沉默的基因能夠再度表達,而不影響siRNA的累積。研究還證明,KTF1能與已知RdDM路徑中的AGO4蛋白結合,且兩個蛋白能共定位于細胞核質。該研究同時揭示了KTF1蛋白能與RNA分子結合。在RNA免疫沉淀的結果也發現,KTF1能結合Pol V產生的轉錄子。該研究首度闡述了RdDM下游路徑的分子機制:KTF1蛋白如同一個效應器,能與RNA Pol V產生的支架轉錄子連結,再和帶有siRNA的AGO4蛋白形成復合體,進一步招募基化酶DRM2到標靶的DNA序列上,而導致標靶基因的DNA發生甲基化。
勤于思考的許一豐還對遺傳篩選系統進行了優化,發現了RdDM路徑新成員AtRRP6L1。為了尋找參與RdDM路徑的相關成員,許一豐建立了多項遺傳篩選系統來進行分析。通過這些遺傳篩選系統,已陸續發現多個參與RdDM路徑的基因。近年,又采用更有效率的方式,成功地發現了參與RdDM路徑的新成員。許一豐期望能在植物表觀遺傳的分子機制研究方面有更大的突破。
本科畢業后,許一豐被保送進入母校的毒理學研究所。在攻讀碩士學位期間,師從李輝教授開始從事肺癌形成機制方面的研究,這階段的學習,讓他對于科學研究產生了濃厚興趣。而植物的多樣性及其與大自然間相呼應的適應變化,使平時就喜好種植花草的許一豐,產生了強烈的好奇心。例如:植物不像動物一樣,遇到環境的變化能夠選擇逃離或躲避。因此在植物中,勢必存在著一些幫助植物抵御外界變化的機制。而這正是許一豐最感興趣的地方。因此,在中興大學攻讀博士學位期間,他選擇了以植物作為研究題材。在對于跨專業學習的他,所幸受到導師王國祥教授的悉心指導,使得他能盡快地投入到植物方面的研究,并開展了對植物發育與植物逆境脅迫適應系列的研究,揭示了花粉中參與逆境脅迫相關基因。為了對花粉發育過程的調控機制進行深入的研究,許一豐分別建立了兩個文庫,即百合花粉早期專一表達基因和晚期專一表達基因文庫,并從中篩選到一群花粉專一性表達的基因。通過功能剖析,許一豐發現,這些基因在除了在花粉發育上具有重要功能外,在抗逆性上也扮演了重要的調控角色。
有著獨到眼光執著于科研的許一豐,在認真的科研工作中,還發現了高糖脅迫誘發植物激素ABA合成途徑中重要負調控因子—RH57蛋白。為了探究理解植物激素ABA 和逆境脅迫之間的關系,他利用正向遺傳學的方法,篩選出一些對非生物性逆境高度敏感的植株。其中,在高糖逆境脅迫篩選下,發現一個對糖類高敏性的DEAD-box RNA helicase基因突變株rh57,對植物ABA 具高度敏感性。許一豐研究后發現,在植物中,糖類誘導ABA產生的途徑上,存在一個反饋抑制的機制,該機制受到AtRH57蛋白的調控——AtRH57蛋白表達遭受破壞后,糖類的信號將持續傳遞下去,誘導產生更多的ABA,使得植株生長發育明顯受影響。目前,許一豐的研究團隊仍持續進行植物抗逆方面的相關研究,期望能夠取得更多的重要進展。
雖然取得了累累碩果,但是許一豐對祖國的科研事業始終充滿了激情。特別是他回國后,視科研為己命,一片丹心都傾注在了科研事業上。
他認為,表觀遺傳學的相關研究已成為生命科學的前沿領域,關系著植物研究領域的發展和農業的生產。他把目光瞄準此前沿學科,并把國家糧食安全重大需求作為自己奮斗的遠大目標,結合多種生物技術來開展科學研究。
俗語說:“萬事起頭難。”對于在西南大學開展科研工作的許一豐來說,團隊的建設是開展科研工作最重要的一環。對此,許一豐特別地心懷感激,感激學校及學院領導們都給予了他大力的支持,特別是負責人才引進的李明教授、生命科學學院李紅書記、王德壽教授、羅克明教授、鄧洪平教授。同時,在前輩們的幫助下,集中了生命科學學院植物相關學科教學、科研的精英人才,組成了一支團結奮進積極進取的科研團隊,為植物相關的基礎理論研究及農業應用的實現做好了充分的準備。
在科研方面取得了重要成就的許一豐,在學術上也不甘落后。至今,他已發表了10余篇SCI研究論文。鑒于他在科研上的突出成就,他成為國家第十一批“青年千人計劃”入選者。
成就是非凡的,繁華是暫時的,只有內心的平靜是長久的。追求著科研的最高境界,許一豐幾經磨難,歷盡艱辛,執著追求,然而,一顆為科研事業的心是永遠跳動的。歷經了歲月的洗禮,許一豐依然堅持著自己的科研夢想,在科研中不斷實現著自己人生的價值,表達著別樣的科研情懷。