从博后到PI角色转换，超越时间的束缚与始于导师的科学之旅

BioArt植物 · 公众号 · · 2021-01-15 07:20

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撰文、编译 | XZ

责编 | 十一月

编者按

编者按：关于博后到PI的转变，为此Nature Metabolism 对六位新晋PI“三部曲”系列进行三期报道。此前BioArtReports编译了两期报道，点击查看：从博后到PI角色转换 | 积跬步，终至千里的科学之旅；从博后到PI角色转换系列 | 女性PI炼成记。在本期的报道中，两位年轻PI（Jing Fan和Edward A. Phelps）讲述了在面对新的研究领域时，该如何将其形成自己的研究项目。

Jing Fan：超越时间的束缚

新陈代谢是一个复杂且严格控制的过程，对所有生物来说都至关重要。我对新陈代谢非常的痴迷，首先新陈代谢与生物功能之间是密不可分的；其次新陈代谢是一种跨学科领域，在分子水平上，新陈代谢是一系列有趣的生化反应；而在系统层面上，是一个关于动态网络调控的工程问题。我很幸运，在新陈代谢研究逐步升温的时候进入了这个令人着迷的领域。我曾在普林斯顿大学 Josh Rabinowitz的实验室里攻读博士学位，在那里我学习到了一些研究代谢的前沿方法。博士期间的训练经历让我能够有机会利用化学和定量背景知识来发现并解决生物问题，同时这也为我的之后的职业生涯奠定了基础。

2017年，我在摩根里奇研究所和威斯康星大学麦迪逊分校建立了自己的实验室。我们发表在Nature Metabolism的文章（G. L. Seim et al. Nat. Metab. 1, 731–742; 2019）不仅仅是我实验室的第一篇重大研究文章，此外也代表了我们实验室一个新的研究方向。在开展这项研究项目一段时间后，我发现我需要投入了大量精力来理解免疫细胞的代谢，因为这种细胞在我训练期间是从未接触过的类型。久而久之，我深深的被这些免疫细胞的可塑性所吸引，如巨噬细胞可以对各种环境变化做出反应，并执行从杀伤到治愈的一系列功能。在这个动态过程中它们的新陈代谢又是怎样的呢？

带着这个问题我们进行了深入的研究，我和我的团队不断被新的发现、想法和问题所激励。但有时，尤其是当我看到许多年轻科学家直接在博士后工作的基础上开始职业生涯时，我不禁对我选择的职业道路产生了疑问。我能够在有限的时间内做好吗？我是否会因为开始新的研究领域而被其他年轻PI远远甩在后面吗？我是否能找到愿意和我一起走这条路的好学生和博士后吗？最终，这些疑问都被我想要理解代谢调节的基本原理以及代谢和细胞功能之间相互联系的科学热情所消灭。之后，我全身心的投入到了免疫代谢领域，在那里我看到了许多有趣的问题和潜在的机遇。我也清楚的明白，虽然我进入了一个新的生物领域，但它的核心是相同类型的新陈代谢问题，并且我已经做好准备去理解、分析和处理这些问题。我觉得我能够在这个领域中贡献一点力量；在这个过程中，我只需要一个里程碑事件，比如发表一篇文章来展示我们能做什么，而现在，这个里程碑事件已经出现在了Nature Metabolism上。

这第一篇文章为我实验室目前的许多研究奠定了基础。它引申出了我们有兴趣回答并能够解决的一系列问题，即免疫反应 (或其他动态生理转变) 期间有哪些重要的代谢转变？它们是如何发生的？为什么这样的代谢重编程对细胞很重要？自从我们的第一篇论文发表以来，我们取得了很大的进步。如第一篇论文中所确定的关键酶，我们在分子水平上更深入的研究了它们的调节机制。此外，在理解代谢重编程如何协调免疫功能方面我们也取得了大的进步。在这个新奇的领域里，发现的东西越多引出的问题也越多，这也让我们在这个激动人心的旅程中充满动力。

我非常感谢在这次科学旅行中大力支持的人。在我所在的研究机构，我信奉的科学价值观是追求“无畏的科学”，即尽最大努力产生真正有意义的知识。去年，当我从我们的科学顾问委员会得到反馈时，我备受鼓舞，因为该委员会对于我实验室在免疫代谢领域开拓的一套全新的发现和新的方向表示赞同。我也非常感谢许多导师和同事们的大力支持。此外，我也从与免疫学和其他领域专家的合作中学到了很多。对我来说最重要的是实验室，我为我的优秀学生团队感到自豪，他们总是有动力学习新的东西，并一起努力解决问题。他们的优秀工作，尤其是第一篇论文中的第一作者Gretchen Seim，这位学生对于启动这个激动人心的新方向至关重要。作为一名PI，我觉得与我的学生们一起工作和发展是非常有益的。

开始一个实验室并找出一条新的道路需要很好的平衡。我们在追求激动人心的科学问题时，也应该合理的使用资源，以确保我们实验室能够持续发展。对于每一个PI来说，每个人的职业道路都不一样，我看到了一系列成功的例子，即一些科学家在博士后项目的基础上建立了他们的新实验室，并迅速取得了成功；但也有一些科学家则开辟了不同于他们以前工作的新领域。实际上，不管我们的实验室从哪个方向开始，作为年轻的科学家，我们经常被置于“时钟”的对立面。例如，职位的申请基本上是根据最初几年的科研产出来评估的；此外，早期职业补助金在某种程度上也是根据最初几年的科研产出来评估的。因此，对于早期PI来说时间所带来的一些压力几乎是不可避免的。但对于我来说，我没有按照3年或5年的任期来选择我的道路，而是着眼于一个有意义的、充满激情的长期职业生涯。我记得，当我第一次被招聘到目前的职位时，我和我的主任Dave Pagliarini以及研究所的负责人Brad Schwartz进行了一次很好的交谈。他们告诉我，他们的期望不仅仅是任期中的时间选项，而是进行真正有影响的研究。从那一刻起，我就知道我来对地方了。

我认为科学正逐渐成为交叉学科，这也是新陈代谢对我如此有吸引力的原因，它既无处不在，又独一无二。所有细胞都需要新陈代谢，其调控过程遵循一些基本的原则。然而，在不同的生物环境中，新陈代谢可能是非常不同的。因此，新陈代谢领域为我们研究人员提供了肥沃的土壤，既可以深入研究原理，也可以更广泛的研究新的生物问题。我一直在提醒自己和实验室的成员，我们为什么想成为科学家？其实，科学研究的本质是建立在我们已经知道的基础上来研究我们还不知道的东西。因此，我们应该珍惜自己追逐问题的特权，不断寻找新的领域，并从不断的学习和创造中成长。

Edward A. Phelps：始于导师

大约在我博士后的中期阶段，我经历了一个“灵光一闪”的时刻。我现在还清楚的记得，在一个寒冷阴沉的下午，我拿着刚准备好的显微镜载玻片，来到瑞士洛桑联邦理工学院 (EPFL) 的显微镜中心，这时成像设备正在被其他研究人员使用。当我启动共聚焦显微镜时，我的眼睛仍然在适应昏暗的灯光。自我离开佐治亚州亚特兰大，去瑞士寻求国际博士后奖学金机会以来，已经过去了3年。我最近几个月的工作是围绕一种在胰岛β细胞中发现的叫做谷氨酸脱羧酶65 (GAD65) 蛋白质的亚细胞分布。

在开始这个项目之前，我从未听说过GAD65，但从那刻开始，我的研究生活都围绕着它进行。在经历了许多死胡同和错误之后，我的乐观世界随着论文发表和获得助理教授职位的压力增加而开始崩塌。那个时候，我和妻子刚刚有了第一个孩子，她放弃了她的律师生涯，以支持我的海外科学之旅。虽然我非常想成功，但我的研究项目进行得并不顺利。我的实验正在进入一个奇怪的领域，并且在这个领域里所发现的结果与现今公认的生物学相矛盾。

在那段时间里，我决定转变自己的研究思维，去研究GAD65的酶产物即γ-氨基丁酸（GABA），一种也在胰岛β细胞中发现的神经递质。我期待着细胞质周围会出现一些难以辨认的斑点，于是我启动了显微镜——慢慢聚焦、透过目镜——我停住了脚步，所看到的结果与我期待的一致。我不由自主地从座位上跳起来，大声喊道：“YES”，然后很快为我激动的行为向旁边的研究员道。那一刻，我在解开胰岛γ-氨基丁酸系统30年谜团的漫长旅程中迈出了第一步。

在第一张显微镜载玻片之后，我们又花了5年时间，该研究成果才最终在Nature Metabolism上发表（D. Menegaz et al. Nat. Metab. 1, 1110–1126; 2019）。这篇文章是我建立自己实验室以来的第一篇，很令人兴奋；此外，这篇文章也强调了合作的重要性，因为这是几个实验室共同完成的。

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