(圖源：西湖大學(xué))

經(jīng)濟(jì)觀察報(bào) 記者 張鈴 知道自己獲得未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)后，柴繼杰第一時(shí)間給施一公發(fā)了封Email。

柴繼杰，結(jié)構(gòu)生物學(xué)家，施一公最得意的學(xué)生之一。2023年，在獨(dú)立科研的第19個(gè)年頭，他度過(guò)了炙熱的8月：

8月16日，因?yàn)樵诎l(fā)現(xiàn)抗病小體并闡明其結(jié)構(gòu)和在抗植物病蟲(chóng)害中的功能做出的開(kāi)創(chuàng)性工作，他與合作伙伴、植物免疫學(xué)家周儉民一道摘得“未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)—生命科學(xué)獎(jiǎng)”。

8月31日，中國(guó)科學(xué)院公布2023年院士增選有效候選人名單，柴繼杰名列其中。

過(guò)去20年，施一公常在不同場(chǎng)合提起這個(gè)學(xué)生，把他作為大器晚成的典型，用來(lái)激勵(lì)準(zhǔn)備投身科研的年輕人。從那些講述中，人們可以拼湊出柴繼杰的學(xué)術(shù)軌跡，那是一個(gè)不常見(jiàn)的科學(xué)家樣本：

14歲，拒絕接替父親的煙草收購(gòu)站崗位，選擇上普通高中；

17歲，去大連輕工業(yè)學(xué)院學(xué)習(xí)造紙；

21歲，進(jìn)入丹東鴨綠江造紙廠工作；

25歲，做了四年造紙工人后，放棄“鐵飯碗”，決定考研；

28歲，成為北京協(xié)和醫(yī)科大學(xué)藥物研究所讀分析化學(xué)的博士生；

33歲，到普林斯頓大學(xué)做施一公的博士后，此前，他沒(méi)做過(guò)任何的生物實(shí)驗(yàn)，在生物學(xué)領(lǐng)域如白紙一張；

到了2004年，成為北京生命科學(xué)研究所（以下簡(jiǎn)稱“北生所”）首批“PI”（獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人）之一，開(kāi)始獨(dú)立科研道路時(shí)，柴繼杰38歲，從本科畢業(yè)算起，已經(jīng)17年過(guò)去了。

后來(lái)的故事很簡(jiǎn)單，43歲，他成了清華大學(xué)長(zhǎng)聘教授；51歲，成了首位來(lái)自中國(guó)大陸的德國(guó)“洪堡教授”；57歲，成了西湖大學(xué)植物免疫學(xué)講席教授。

他跑出了獨(dú)屬于自己的速度。

從造紙工人到頂尖科學(xué)家

1999年，柴繼杰成為施一公第一個(gè)博士后。那年，施一公32歲，是普林斯頓大學(xué)分子生物學(xué)系年輕的助理教授，正初次組建實(shí)驗(yàn)室；柴繼杰33歲，英語(yǔ)磕磕巴巴、生物學(xué)知識(shí)匱乏，連生物學(xué)本科生必備的PCR實(shí)驗(yàn)都不會(huì)，研究水平并不樂(lè)觀。

進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室第一天，施一公向兩位新來(lái)的博士后講了研究課題要求，語(yǔ)畢，柴繼杰留了下來(lái)，問(wèn)：“一公，你能不能再講一遍？我沒(méi)太聽(tīng)懂。”

雖有心理準(zhǔn)備，但柴繼杰的基礎(chǔ)之差，還是超出了施一公的想象。而許多年后，再提起這個(gè)學(xué)生時(shí)，施一公會(huì)說(shuō)：“現(xiàn)在，我跟你簡(jiǎn)單點(diǎn)講，在他研究的領(lǐng)域里面，他是世界上數(shù)一數(shù)二的科學(xué)家。”

把時(shí)間再往回?fù)埽?980年，柴繼杰正穿梭在遼東半島的田野里，幫家里收割煙草葉。1987年，他剛從大連輕工業(yè)學(xué)院制漿造紙專業(yè)畢業(yè)，去丹東鴨綠江造紙廠做助理工程師，和木頭、紙漿為伴。1991年，在工廠蒸汽和水流的噪音、工人們的牌局中，他找來(lái)學(xué)習(xí)資料，開(kāi)始備考石油化工科學(xué)研究院研究生。

鴨綠江造紙廠老照片

丹東鴨綠江造紙廠效益極好，新聞紙產(chǎn)量占全國(guó)的6%。離開(kāi)這里時(shí)，父母不是很同意，“工作已經(jīng)很穩(wěn)定了，你還瞎折騰啥？”

但柴繼杰不難下決定，他很清楚，自己并不適合工廠的環(huán)境。那時(shí)石油行業(yè)如日中天，工資高、福利好，他就用半年時(shí)間，邊工作邊備考。筆試通過(guò)后，前來(lái)工廠考察的老師為他在那樣的環(huán)境下堅(jiān)持學(xué)習(xí)所感動(dòng)。

研究生期間，柴繼杰的專業(yè)是應(yīng)用化學(xué)，上了兩年后，他覺(jué)得“沒(méi)有讓自己特別嗨的地方”，就繼續(xù)讀博，1994年考入中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)學(xué)習(xí)晶體學(xué)。晶體學(xué)跟生物學(xué)關(guān)系不大，但它是結(jié)構(gòu)生物學(xué)的重要手段之一，博士期間，他發(fā)了一篇關(guān)于晶體學(xué)的文章，他想，或許因?yàn)檫@篇文章，自己才被施一公選中。

施一公的答案不太一樣。他從70多份簡(jiǎn)歷里，挑中了排在后半段的柴繼杰，是覺(jué)得這個(gè)人很“邪乎”：從造紙廠技術(shù)員，到生物物理研究所博士后，這段奮斗史異乎尋常。

在普林斯頓，柴繼杰的生物學(xué)知識(shí)幾乎從零開(kāi)始搭建。他每天閱讀至少半小時(shí)英文報(bào)紙及文獻(xiàn)，用心學(xué)習(xí)各種實(shí)驗(yàn)技能，施一公在儀器上操作實(shí)驗(yàn)時(shí)，他就在一旁拿個(gè)小本子記。

“從技術(shù)來(lái)講，我可以說(shuō)是得到了施老師的真?zhèn)鳌?rdquo;柴繼杰說(shuō)。

那幾年，師生倆常一起收集衍射數(shù)據(jù)，施一公幾乎手把手教他。休息時(shí)，施一公每每把實(shí)驗(yàn)室唯一的床位讓出來(lái)，自己睡地上，這讓柴繼杰感到不可思議。

在施一公眼中，柴繼杰也有些不可思議，“從來(lái)不認(rèn)為世上有什么事他做不到”。一個(gè)例子是，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室一周后，有嚴(yán)重?zé)煱a的柴繼杰說(shuō)想戒煙，施一公半信半疑。沒(méi)想到，那之后的5年，他真的一支煙也沒(méi)有抽過(guò)。

5年很快就過(guò)去了。前兩年，柴繼杰就像是一個(gè)技術(shù)員，不明白自己在做什么，第三年開(kāi)始開(kāi)竅，第四年開(kāi)始有自己的想法。到最后，他早已發(fā)了很好的文章，受了極佳的科研訓(xùn)練。

不過(guò)這時(shí)，他依然沒(méi)太想清楚以后該做什么，一度萌生去工業(yè)界的想法。施一公勸住了他。

從一無(wú)所知到揭開(kāi)奧秘

在新的十字路口徘徊時(shí)，恰逢“中國(guó)科技體制改革試驗(yàn)田”北生所籌建。2003年冬天，在風(fēng)雪中，施一公驅(qū)車帶柴繼杰去往美國(guó)紐黑文國(guó)際機(jī)場(chǎng)附近一家酒店，參加北生所首次PI的招聘面試。

那天，13位年輕的科學(xué)家進(jìn)入了最終的面試，經(jīng)評(píng)委投票，6人順利入選，柴繼杰排在第7位。北生所共同所長(zhǎng)王曉東問(wèn)施一公，柴繼杰潛力究竟如何？施一公直言：如果繼杰和我競(jìng)爭(zhēng)同一個(gè)高難度課題，我的勝率大約50%。

柴繼杰最終加入了北生所。多年后回憶起來(lái)，他感嘆自己的運(yùn)氣，在不同階段都能遇到貴人：學(xué)生時(shí)代，遇到施一公；參加工作，是很寬松的環(huán)境，可以自由探索研究方向；獨(dú)立科研后，他又遇到了周儉民。

2004年，在北生所的紅色四層建筑里，柴繼杰重新吸起了煙。周儉民的實(shí)驗(yàn)室就在對(duì)面，兩人常常交流，幾根煙的功夫，柴繼杰被全新的領(lǐng)域吸引了——植物免疫。

植物和動(dòng)物一樣有免疫系統(tǒng)，具有抵抗病蟲(chóng)害的能力，這早已是植物學(xué)界的共識(shí)。但在上世紀(jì)90年代之后，植物的免疫系統(tǒng)如何對(duì)抗病蟲(chóng)害、如何在分子的水平行使生物學(xué)功能，成了科學(xué)家們難以求解的謎題。幾次交流后，他們達(dá)成共識(shí)：常規(guī)的研究手段已經(jīng)窮盡，結(jié)構(gòu)生物學(xué)手段或許大有用武之地。

合作就此展開(kāi)。19年后，兩人終于因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)抗病小體并闡明其結(jié)構(gòu)和在抗植物病蟲(chóng)害中的功能獲得未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)。獲獎(jiǎng)原因由北生所所長(zhǎng)王曉東宣讀，他匆匆略過(guò)了展示具體研究成果的幻燈片，因?yàn)?ldquo;內(nèi)容太復(fù)雜了”。

王曉東說(shuō)道：“我就想跟大家講，他們做的工作就是把這么復(fù)雜的過(guò)程，一步一步地將來(lái)龍去脈理清楚，所以現(xiàn)在我們對(duì)植物如何應(yīng)對(duì)病蟲(chóng)害感染才能做到心中有數(shù)，將來(lái)也可以利用這些知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)更好的抗病蟲(chóng)害的農(nóng)作物。”

植物免疫領(lǐng)域，各種學(xué)說(shuō)、名詞相當(dāng)燒腦，接觸時(shí)間不長(zhǎng)的科研者很難搞得清楚。到北生所之前，柴繼杰研究動(dòng)物，做的是細(xì)胞凋亡的課題。周儉民向經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)回憶，兩人初次在交流中談及植物抗病時(shí)，柴繼杰“估計(jì)沒(méi)聽(tīng)懂多少”。他又很快察覺(jué)到，眼前這個(gè)結(jié)構(gòu)生物學(xué)家有些“愣”，似乎什么問(wèn)題都不會(huì)是難題。

抗病蛋白構(gòu)成復(fù)雜、分子量大且構(gòu)象多變，解析其結(jié)構(gòu)極為困難，國(guó)際上一眾科學(xué)家多方嘗試，也沒(méi)能有所突破。2007年，在周儉民的配合下，柴繼杰最終成功解析了第一個(gè)弗洛爾抗病蛋白的復(fù)合物結(jié)構(gòu)。

但在這之后，受限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件，以及科學(xué)不可避免的偶然性，他們的探索并不順利。不是每一個(gè)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)都能做出來(lái)，同一類蛋白也會(huì)有很多變體，哪一個(gè)能做出來(lái)，往往不能預(yù)測(cè)，這如同一門藝術(shù)。長(zhǎng)達(dá)十年的時(shí)間里，他們一邊做一些植物抗病蛋白之外的研究，一邊反復(fù)嘗試著。

2019年，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室分別從植物細(xì)胞和體外重組蛋白實(shí)驗(yàn)獲得了ZAR1蛋白寡聚的證據(jù)。最為重要的是，柴繼杰實(shí)驗(yàn)室成功地在體外重組了ZAR1寡聚體，并解析了其結(jié)構(gòu)。他們把寡聚的抗病蛋白稱為“抗病小體”。這是抗病小體在國(guó)際上首次被發(fā)現(xiàn)。

ZAR1抗病小體的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，暗示它很可能在細(xì)胞膜上成孔。此后，生化、電生理、細(xì)胞生物學(xué)和抗病功能驗(yàn)證證實(shí)了ZAR1抗病小體的確在細(xì)胞膜上形成孔道，發(fā)揮鈣離子通道的作用，激活抗病反應(yīng)，從而保護(hù)植物免受感染。隨后的遺傳學(xué)和功能驗(yàn)證完全支持了結(jié)構(gòu)生物學(xué)的發(fā)現(xiàn)。

國(guó)際植物免疫領(lǐng)域?qū)⒖共⌒◇w的發(fā)現(xiàn)和功能解析，視為植物先天免疫領(lǐng)域的里程碑發(fā)現(xiàn)。同行們也把兩人視為互贏、取長(zhǎng)補(bǔ)短的楷模。

左為周儉民，右為柴繼杰 圖源：西湖大學(xué)

盯住一個(gè)問(wèn)題后，柴繼杰總是推進(jìn)得非常快，對(duì)合作者也逼得很緊。他常和周儉民一起討論，下一步要做什么？涉及到需要對(duì)方做的實(shí)驗(yàn)時(shí)，他會(huì)毫不客氣地問(wèn)：“這個(gè)東西你做了有沒(méi)有結(jié)果？”

在生物學(xué)領(lǐng)域，很多人把結(jié)構(gòu)生物學(xué)家視為“工匠”而非“科學(xué)家”，在合作時(shí)常常給他們相對(duì)不重要的位置，把他們的工作當(dāng)成輔助或手段。周儉民覺(jué)得這并不公平，也不利于科學(xué)的發(fā)展和合作。獲得未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)后，他這樣評(píng)價(jià)柴繼杰：“整個(gè)植物抗病領(lǐng)域，因?yàn)樗募尤胩崴倭酥辽?-10年。”

柴繼杰則說(shuō)：“我是陰差陽(yáng)錯(cuò)走進(jìn)了植物免疫領(lǐng)域。”

如今，在國(guó)際植物抗病領(lǐng)域，現(xiàn)有的復(fù)合體結(jié)構(gòu)幾乎都出自柴繼杰的實(shí)驗(yàn)室：2007年，第一個(gè)細(xì)菌效應(yīng)蛋白和植物中對(duì)應(yīng)抗性蛋白的復(fù)合物（AvrPto-Pto）；2013年，第一個(gè)植物L(fēng)RR模式識(shí)別受體復(fù)合物（FLS2LRR-flg22-BAK1LRR）；2015年，第一個(gè)植物肽類激素的激活復(fù)合物結(jié)構(gòu)（PSK-PSKRLRR-SERKLRR）……

科研中，他永遠(yuǎn)記得一個(gè)原則，那是施一公告誡他的：結(jié)構(gòu)生物學(xué)是Structure Biology，它等于“Structure”+“Biology”，任何結(jié)構(gòu)都應(yīng)以生物學(xué)問(wèn)題為本，以生物學(xué)作為基準(zhǔn)、問(wèn)題和出發(fā)點(diǎn)。

和自己賽跑

2017年，柴繼杰獲得德國(guó)“洪堡教席獎(jiǎng)”，前往普朗克植物育種研究所繼續(xù)開(kāi)展研究。赴德之前，柴繼杰去找了周儉民，首先向老伙伴征詢意見(jiàn)。

周儉民覺(jué)得，柴繼杰在中國(guó)做植物抗病，交流對(duì)象實(shí)際上只有自己一個(gè)人。歐洲是植物抗病領(lǐng)域最活躍的區(qū)域，去德國(guó)，柴繼杰一定能接觸到更多領(lǐng)域內(nèi)的前沿專家，找到更多有意思的重要問(wèn)題。

收獲是顯而易見(jiàn)的。6年后，柴繼杰要回國(guó)時(shí)，研究所專門為他開(kāi)了一場(chǎng)離別學(xué)術(shù)會(huì)，請(qǐng)了國(guó)際上十幾位知名科學(xué)家參加，感謝他所做的工作。“那一刻我確實(shí)很開(kāi)心，作為一個(gè)中國(guó)人，我因?yàn)槲易龅氖碌玫搅俗鹬亍?rdquo;

周儉民聽(tīng)過(guò)一個(gè)小故事，柴繼杰在德國(guó)時(shí)，只要妻子不在，他就幾乎天天煮掛面吃，覺(jué)得這樣就挺好。“他的生活就是一杯白水”，周儉民說(shuō)：“所以他能夠那么專注。”

在柴繼杰的博士研究生賈奧琳眼中，老師更像是一棵竹子，那是一種生命力頑強(qiáng)、充滿韌勁的植物，破土前會(huì)在土壤中醞釀很久。

人們?cè)谛侣勚锌吹降某晒Π咐徽伎蒲械?％，它背后累積著99％的失敗。柴繼杰很清楚，科研是個(gè)很單調(diào)、無(wú)聊甚至乏味的過(guò)程，他幾乎不會(huì)去想，萬(wàn)一做不成、萬(wàn)一通不過(guò)怎么辦，只有一個(gè)信念：只要真正努力去做，不會(huì)有太大問(wèn)題。

進(jìn)入生物學(xué)領(lǐng)域之前，柴繼杰走了很長(zhǎng)的彎路，他偶爾會(huì)想，如果當(dāng)初沒(méi)有考研，自己會(huì)在哪里？也許會(huì)一直在廠里，直到退休。“最后還是走到了正確的道路上，時(shí)間雖有些晚，也許這就是最佳的時(shí)間。”

他相信一切都是必經(jīng)之路，比如工廠4年，和科研關(guān)系不大，但給了他社會(huì)閱歷，或者讓他意識(shí)到自己至少不喜歡什么，從而就能去追求別的什么。

圖源：西湖大學(xué)

得獎(jiǎng)后，有人問(wèn)柴繼杰，你38歲才開(kāi)始獨(dú)立科研，是不是有年齡上的壓力？

他回答：“也許我應(yīng)該有，但我確實(shí)沒(méi)有。”

在西湖大學(xué)，新的實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)種下了各種植物，擬南芥、水稻、本氏煙……在這里，柴繼杰要繼續(xù)他的研究，探索幫助植物提高免疫的新機(jī)制和方法，“我覺(jué)得我們有責(zé)任、有義務(wù)去繼續(xù)去做這件事，把這個(gè)問(wèn)題搞清楚。”

柴繼杰告訴經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)，自己今年57歲，如果條件允許的話，他希望工作到70歲：“我老是告訴自己，在頭腦還清醒時(shí)，我要努力去工作。”