從生命科學研究看高水平研究型大學優勢發揮

對話嘉賓：王宏偉 結構生物學家、清華大學副校長

頡偉 表觀遺傳學及發育生物學家、清華大學生命科學學院副院長

陳國強 微生物合成生物學家、清華大學合成與系統生物學中心主任

近10年來，中國生命科學加速發展，涌現出一批改寫世界生命科學版圖的重要成果。在這一重要基礎研究領域，高水平研究型大學作為國家戰略科技力量的重要組成部分，將如何發揮優勢，履行使命擔當？

近日，科技日報記者和《清華大學學報（自然科學版）》開展聯合訪談，邀請結構生物學家、清華大學副校長王宏偉教授，表觀遺傳學及發育生物學家、清華大學生命科學學院副院長頡偉教授，微生物合成生物學家、清華大學合成與系統生物學中心主任陳國強教授，暢談在生命科學領域的研究實踐。

我國生命科學應用水平并不落后

主持人：在近幾年的諾貝爾獎、世界十大科學突破等重要科研成果評選中，生命科學得到持續關注，這對世界科技發展意味著什么？

王宏偉：以前講“21世紀是生命科學的世紀”，過去十幾年，生命科學的發展非常迅速，取得了很多重大發現，這些發現可以幫助我們理解生命起源和基本規律。一方面，對于我們了解自然界、了解人類自身有很重要的啟示；另一方面，對指導我們開展相關生物技術、醫藥研發等會有非常重要的幫助。

主持人：我國生命科學在世界上處于什么位置？

陳國強：客觀世界分成兩部分，一部分是有生命的，一部分是沒有生命的。如果沒有生命，客觀世界存在毫無意義。國家對生命科學的支持力度非常大，在應用方面我們國家并不落后；從學術論文發表等指標看，中國生命科學基礎研究水平位于世界前列。

主持人：工欲善其事必先利其器，能否舉例說明我國在生命科學領域的大科學裝置建設和使用上取得了什么成果？

王宏偉：2011年，在冷凍電鏡技術還沒有像今天這樣火熱的情況下，國家作出建設蛋白質設施的決策，其中清華大學負責建設以冷凍電鏡為主的結構生物學設施。我們用兩三年時間就建成了當時世界上最大的冷凍電鏡平臺，如今其在世界上仍然處于領先水平。現在冷凍電鏡技術已經成為結構生物學的一個主要研究手段，經過十幾年發展，清華大學乃至我國冷凍電鏡的整體實力強勁，在國際上有非常大的話語權。國內外很多科研團隊都使用過冷凍電鏡平臺，比如施一公教授團隊、顏寧教授團隊、隋森芳院士團隊等，他們使用該平臺作出的重要成果，曾多次獲得過年度中國科學或生命科學十大進展。

多項重要科學發現來自團隊合作

主持人：高水平研究型大學在探索生命科學研究前沿和未知領域方面具有什么優勢？

王宏偉：今天的生命科學已經進入到多學科交叉、多團隊合作階段，很多重要科學發現來自團隊合作。高水平研究型大學尤其是綜合性大學，在整合多個學科形成密切合作、多角度探索科學問題等方面獨具優勢，且其能夠為交叉科學研究提供綜合科研平臺。

比如冷凍電鏡平臺，作為大科學裝置，它的建設目標之一就是實現全社會共享，乃至面向國際科學界開放。清華大學組建了專門的團隊，包括工程師、技術員、研究人員在內的幾十位科研人員，確保冷凍電鏡平臺的高水平運轉。如果沒有平臺支撐，就沒有過去幾年中生命科學的一些重要發現。

主持人：團隊協作與學科交叉是什么樣的關系？

王宏偉：以冷凍電鏡樣品制備技術研究為例，它是一個交叉學科，我們與北京大學團隊合作，利用石墨烯更有效地制備冷凍電鏡樣品。這也體現出今天的科學研究要更廣泛地開展交叉合作，與其他學科、其他單位的科學家共同攻關，更有效地促進科學發現。

陳國強：比如我從事的合成生物學是一個交叉學科。改造一個微生物對我而言很容易，但放大成一個很大的系統進行細胞培養對我來說難度很大，而對于化工系科研人員來說就很容易。再比如對于DNA生物信息學來說，自動化系科研人員更擅長于信息的分析和整理，依靠高速計算的設施以及算法，能更好解決挖掘微生物DNA功能以及調控的問題，這是清華大學多學科背景融合帶來的益處。

主持人：學科融合是科學發展的大趨勢，如何管理好交叉學科？

頡偉：在學院層面，我們在招聘學術帶頭人時會重點關注交叉學科人才，組建專門的委員會來評審，通過吸引領域頂尖人才推動學科融合發展。在招生過程中對交叉學科方向也成立了專門的學科方向委員會，并且與校內部分院系設立聯合導師，幫助培養跨學科人才。清華大學生命科學學院成立了多個校級平臺，建立交叉學科研究中心，促進學科交流和合作，實現資源共享。同時，我們也積極利用清華大學強大的工科資源來實現生命科學領域新儀器新技術的研發和應用，目前已經取得了多項重要成果。

王宏偉：學科不停地發展，管理范式也要隨著學科變化而改變。從學校層面來說，一是要從科研經費上給予支持，培育新學科相關項目；二是從評價體制方面，鼓勵交叉學科要有新的評價體系，針對交叉學科設計相關評定手段。比如合成生物學相關項目，既有化工系團隊也有生命科學學院團隊參加，就需要在學校層面上有一些設計，確保從交叉項目里培養出來的學生得到認可。

好的科學研究是產學研結合的基礎

主持人：產學研結合是培養學生的重要方式，清華大學的合成生物學，是如何從基礎研究走向產業化的？

陳國強：研究成果從實驗室到工業應用，是一個漫長復雜的過程。最近15年時間我們從基礎研究做起，用不易染菌的嗜鹽菌為底盤，發展了“下一代工業生物技術”，從而解決了生物工業技術放大的問題。這是不斷從基礎走向應用，又從應用返回基礎的過程。未來產學研結合要與工業界多接觸，工業界的題目跟實驗室不同，實驗室更多從機制方面去研究現象，工業上是遇到問題再回到基礎研究中尋找答案。

主持人：產學研結合涉及機制、團隊、方向等多個方面，生命科學學院是以什么樣的機制推進的？

頡偉：好的科學研究其實是好的產學研結合的基礎。我們首先要積極為科學家們創造頂尖的科研環境。通過建設國際領先的技術平臺和資源，為科學研究達到世界一流水平提供環境支撐。同時要建立良好的成果轉化機制，學院與企業、校友會保持良好的聯系與合作，積極聯系專業創業團隊，促進技術成果的實際應用。還有很重要的一點是，我們積極布局國家戰略發展需要，聚焦大健康，比如在抗疫過程中我們生醫藥三院聯合，涌現出了很多產學研結合的典范。

主持人：如何引導基礎研究向應用基礎研究乃至產業應用轉化？

王宏偉：對于初期自由探索要給予時間、經費等科研條件的穩定支持。比如清華大學生命科學和基礎醫學領域，會給年輕教師5到6年相對穩定的支持。這里面有容錯機制，我們不要求年輕科學家很快就取得明確的成果，而是希望他們在探索過程中逐漸明確自己最感興趣、最有可能突破的方向，到第5年、第6年的時候，就有可能取得重要成果。這時候年輕科學家會形成很多新想法，與其他團隊、科學家共同推進，形成響應國家和社會需求的新的科研方向。

在自己擅長的領域內積極發聲

主持人：科學家怎樣才能更好融入新型舉國體制，響應國家和社會需求？

頡偉：科學家作為國家發展進步的重要力量，應該關注國家發展戰略，深入了解國家政策，在自己擅長的領域內積極發聲，獻策國家創新研究計劃方向；同時加強與政府、企業的合作，助力國家解決重大國計民生相關問題。清華作為高水平研究型大學，也需要發揮強大的基礎研究能力和引領效應，積極開展國內外合作和交流，來解決中國乃至世界的重大國計民生問題。

主持人：怎樣協調堅持目標導向和自由探索“兩條腿走路”的關系？

王宏偉：好奇心是所有科研人員最原始的動力。最初科研人員不一定有特別明確的目標，經過一段時間學習、工作，證明了自己的科研能力，掌握了一定科研技能后，會更有自信去開展有意義的科學研究，這時候就應該思考“我研究的問題應該來自哪里”。當國家、社會提出問題，自己又有能力解決問題時，就會愿意去做。很多科學家，恰恰是成長到一定年齡、科研能力達到一定水平、社會閱歷到達一定程度的時候，回應社會需求的意識會更強。一旦自己的實驗進展到一定程度，我們就會去想，我的科研能力和科研方向如何去解決一些重大問題。科學家做科研不是為了物質利益或者名譽，如果只是為了這個的話，“冷板凳”是坐不住的。

（本報記者倪麟、劉若涵對本文亦有貢獻）