从博后到PI角色转换系列 | 超越时间的束缚与始于导师的科学之旅

从博后到PI角色转换系列 | 超越时间的束缚与始于导师的科学之旅
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。

从博后到PI角色转换系列 | 超越时间的束缚与始于导师的科学之旅
从博后到PI角色转换系列 | 超越时间的束缚与始于导师的科学之旅

Jing Fan:超越时间的束缚

从博后到PI角色转换系列 | 超越时间的束缚与始于导师的科学之旅
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?
从博后到PI角色转换系列 | 超越时间的束缚与始于导师的科学之旅
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

从博后到PI角色转换系列 | 超越时间的束缚与始于导师的科学之旅
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。
从博后到PI角色转换系列 | 超越时间的束缚与始于导师的科学之旅
2017年,我打开了佛罗里达大学菲尔普斯实验室的大门。在这个过程中多多少少存在一些坎坷,如在高考后被一所大学录取,很长一段时间都在纠结自己是否适合这里。幸运的是在一个研究生助教的鼓励下,我本科的时候加入了实验室,这对于我来说,不仅是一种醒悟,也为我之后的职业生涯打开了一扇大门。在佐治亚理工学院攻读博士学位时,我进一步受益于优秀的导师,比如我的博士导师Andrés García,他促长了我对科学的热情和动力。作为一名在瑞士洛桑联邦理工学院的博士后,同时也是一名白人移民,我也亲身体验了作为一名移民科学家的感受,并努力在一个新国家找到自己的方向,这对于那些离开家园追求梦想的人是非常重要的。
作为佛罗里达大学的助理教授,我建立了自己的实验室,开始了新的职业生涯。尽管我现在有许多潜在的研究要去探索,但我仍然热衷于揭示γ-氨基丁酸故事的细微之处,所以我冒者巨大的风险,投入巨资进一步研究我们的发现。我很幸运的招募了一位才华横溢、直觉敏锐的博士生Walker Hagan,他深入研究了这个项目,有条不紊地致力于揭示β细胞胞质溶胶中γ-氨基丁酸释放的分子机制。此外,我也接收到了许多人的支持与帮助,他们为γ-氨基丁酸的难题贡献了重要的部分,如Steinunn Baekkeskov 和 Alejandro Caicedo,他们的建议是给了我们一个前进的方向,将我们的结果组织成了一个研究故事。在投稿之前,我担心会遇到阻力,因为我们的手稿挑战了公认胰岛γ-氨基丁酸系统模型的一个主要方面,幸运的是Nature Metabolism同意将最初的手稿送去同行评审。尽管我很害怕,但最终文章通过了同行评审被接收了。在这个过程中,我的实验室逐渐成长。
自从第一次在佛罗里达大学开设我的实验室以来,我们取得了成功,建立我们自己的团队,发表了第一篇论文,并获得了第一笔资助。虽然在过程中也遇到了挫折,如实验的失败和设备的损坏等,但最终我们还是挺过来了。在今年的大流行中,我们实验室的运转也受到了阻碍。我本人也在2020年3月感染了新冠肺炎,经历了一系列包括呼吸窘迫等在内的症状,幸运的是在需要住院治疗之前度过了难关;几个月后的现在,我还在为完全恢复健康而奋斗。由于在大流行之前,我们的第一篇文章为我们提供了动力,本该乘胜追击再接再厉,但无奈新冠肺炎出现了,这对于我作为早期PI的职业道路和我出色的研究生未来的职业生涯来说产生了巨大的影响。当我开始γ-氨基丁酸项目时,我还没有孩子;当文章最终出版时,我最大的孩子已经在幼儿园了。所有那些不眠之夜、换尿布、走出的第一步、说的第一句话和第一次骑自行车都发生在我的科学旅途中。在隔离期间,我和我的妻子尽了最大努力来抚养、教育我们的两个小女儿,她们已经离开学校几个月了。但是,像许多处于职业生涯早期的PI一样,我担心在这个COVID-19的新世界中,对职业生涯造成的压力会给我自己和家人带来的影响。
世界在变化,虽然新冠肺炎带来了新的挑战,但它也加剧和暴露了许多长期以来存在于科学界的困难与不平等。在我追逐科学旅途中,我的妻子就做出了一个艰难的决定,推迟了她的职业发展,这样我就可以全心的追求科学,对此我很感激。其实作为已为人父母的科学家,特别是女性科学家的事业正受到大流行病环境的影响,女性在这些时候很容易失去自己的事业。因此,我觉得相关机构、协会等应制定政策,来理解和支持当前对女性科研人员的需求,以直接应对这一持续存在的问题。在新冠肺炎会议期间,我们多次看到了美国和世界范围内科学界长期存在的种族不平等。我敦促我的白人同事倾听并支持他们部门中黑人和代表性不足的科学家,希望能采取相关的步骤,去包容这些在历史上被排斥的群体并赋权相关的特权。
虽然我们现在生活的世界可能看起来更加孤立,但我的导师,如 Andrés García、Steinunn Baekkeskov、 Alejandro Caicedo 和Cherie Stabler树立的榜样向我表明事实并不是如此,人与人之间的关系还在潜移默化的连接着。如师生关系,导师并不是单纯的教学生知识,而是培养学员并为他们指明道路“方向灯”。资深导师花一点时间了解一下他们现在和以前的学生,可以为那些努力站稳脚跟的早期职业人员带来很大的不同。我喜欢Oprah Winfrey的这句话:“导师是让你看到自己内心希望的人”。就我而言,在我获得资助继续进行γ-氨基丁酸研究的过程中,我与一位导师进行的一次谈话。这次谈话为我提供了一个新的资助建议,即把资助提案递交到合适的地方。目前这个提案在评审中表现很好,资助机构现在也正在考虑资助,这可能是我的实验室的第一个主要资助奖。
在这个艰难的时刻,我们都需要来自亲朋好友的支持,小小的行动就能产生巨大的影响。建立和投资一个由不同生活经历的人组成的团队,将有助于我们相互支持,激发创造力,这对实验室的繁荣发展至关重要。目前我正在向我导师学习,为我的学员树立榜样,他们将成为我们实验室宝贵的“财富”。
至此,Nature Metabolism 上刊登的对六位新晋PI的“三部曲”已经完结,BioArtReports对此也已经编译完成。从第一部的 “积跬步,终至千里的科学之旅”到第二部的“女性PI炼成记”再到现在的“超越时空,始于导师的科学之旅”。在这“三部曲”中既谈到了大流行情况下,早期PI面临的困境,也谈论到了在家庭和科研之中女性科学家所面临的问题,但最终呈现的结果都在向好的一面发展。至此,笔者相信,那些在科学界中存在的问题终将会被解决,科学也终将繁荣发展。
原文链接
https://www.nature.com/articles/s42255-020-00302-6
制版人:琪酱
从博后到PI角色转换系列 | 超越时间的束缚与始于导师的科学之旅
生物医学科研方法

​南方科技大学医学院王艺瑾课题组招聘博士后/科研助理

2021-1-14 7:25:25

生物医学科研方法

STTT | 肖国芝/张戈合作揭示Kindlin-2调节骨稳态的分子机制

2021-1-14 7:26:19