3月18日出版的国际权威科学杂志《自然》主导文章隆重介绍中国科学家在光合作用方面的研究成果,不仅如此,迷宫一样的菠菜的捕光复合物的晶体结构图也登上《自然》的封面。它不为人所知的一面是,这项科研工作的主要参与者―――中国科学院生物物理所的博士研究生柳振峰6年前毕业于厦大。
同时,27岁的柳振峰还是《自然》这篇主导性文章的第一作者,它据说是第一篇由大陆科学家在生命科学领域独立完成的主导性文章。
中国科学院生物物理所、植物研究所用6年时间合作完成了这项名为“菠菜主要捕光复合物(LHC-II)分辨率的晶体结构”的研究成果,课题组中,柳振峰是最年轻的。
这位福清人1994年被保送到厦大生命科学学院生物基地班,1998年毕业后被保送到中国科学院生物物理所,攻读硕士研究生和博士研究生。今年6月,他将博士毕业。
通俗地说,如果把光合作用比喻成发电厂发电,包括柳振峰在内的科学家此次探清的就是“发电厂”的工作流程。换句话说,被国际同行评价为“光合作用领域的一大突破”、“标志了光合作用研究的重大跨越”的这项成果,首次完成了对菠菜的捕光复合物的晶体结构的测定,揭示了光合作用的奥秘。
“我不是我们班最‘牛’的”
――本报记者电话连线柳振峰
研究成果上了《自然》杂志后,北京一家媒体记者询问柳振峰是哪个学校毕业的,当得知是“厦大”时,记者很惊奇,感慨地说,原来不只是一流大学才能培养出你这样的学生,二流大学也行。
柳振峰告诉他:在我们南方,厦大并不是二流大学,在很多人心目中,它是一流的。 昨日在接受本报电话采访时,在北京的柳振峰试图用这段插曲来表明自己对母校的感情。他说:厦大为我打下科研的基础。
柳振峰说,现在看来,本科四年是打基础的过程。当我参与科研工作时,这些基础都派上了用场。
柳振峰从厦大生命科学学院生物基地班毕业,距今已经6年,但是,昨日,当记者打电话到学院去确认,负责学生工作的学院副书记郑建华虽然之前对柳振峰上了《自然》一无所知,但一下子就记起了他,郑老师说:他当时学习就很好,我们一直有印象。
柳振峰的同班同学、厦大博士生张怡辉说,他是那种比我们更高一个境界的人,属于那种“我们只能考80分,他就能考90分的聪明学生”。
但是,柳振峰昨日听到人们对他的评价时,惊讶地笑了,他说,我并不是我们班最“牛”的人,还有比我更“牛”的人。他预料,今后,他那些基地班的同学会慢慢“冒”出来的。
显然,柳振峰是最早“冒”出来的一位。柳振峰说,这一过程充满了“酸甜苦辣”。
他说,我们得到的待遇可以说是很低的。但是,对科学的兴趣支持了他。如果你对你从事的事业不感兴趣,那么,你的付出就无法跟上高强度的工作,最终,当机会到来时,你就无法抓住它。
更重要的是,柳振峰说,你不能有私心杂念―――你不能还在做实验时,就眼巴巴地盼望你研究的结果能上《自然》。那种无法预知结果的漫漫长日显然是种煎熬,但是,柳振峰说,当你了解你的目标,以及知道你所做的价值在于“解决别人需要”后,这种煎熬会变成一种乐趣。 但是,它仍然是种煎熬。在科研最紧张的时候,柳振峰他们实验室里搭个木板床,吃睡全在那里。
他们用6年的时间摆脱了煎熬,柳振峰说,其实最兴奋的时刻不在现在,而在去年六七月成果出来时。人们评价说,十几年前德国老牌的光合作用实验室无法绕过的技术环节,他们突破了,这一结果是众多科学家眼巴巴盼望的。
柳振峰纠正了这一说法,他认为,确切地说,德国科学家铺了沙子,我们铺了石头,距离平坦的道路,我们还有距离。
很显然,对于年轻的柳振峰来说,通过对光合作用奥秘的揭示,也成就了他作为科学家的科学素养。
探究地球上最伟大的化学反应
光合作用被认为是地球上最伟大的化学反应。科学家形容说,植物进行光合作用,就好比一个发电厂发电,在这个工厂里面,负责捕捉太阳光能量的部件也就是整个光合作用的核心环节。 光合作用需要捕光系统和光反应中心共同完成,植物捕光系统中的捕光蛋白复合物,就像一块块太阳能板,负责接受太阳能并将其传给光反应中心,而LHC-II则是绿色植物中含量最丰富的捕光复合物,是“捕捉”太阳能的主力军。因此,搞清它的晶体结构,对于认识捕光蛋白复合物,进而彻底揭开光合作用之谜,至关重要。
LHC-II蛋白复合物是由蛋白质分子、叶绿素分子、类胡萝卜素分子和脂类分子所组成的一个复杂分子体系。由于它们被镶嵌在生物膜中,难以分离和结晶,因此测定它的晶体结构,是国际公认的高难课题,也一直是科学界长盛不衰的研究热点。
包括柳振峰在内的中国科学家选取菠菜作为研究对象,经过6年艰苦努力,一举超越德、日等国的多家顶尖实验室,在世界上率先成功分离和测定了LHC-II蛋白复合物的晶体结构,即成功地把镶嵌在植物细胞膜上的一个捕光叶绿素蛋白取下,对这种蛋白进行了三维结构分析,最终发现,这种蛋白正是光合作用下捕捉光能的核心环节,从而找到了光合作用下能量交换传递的网络,并解释了这种蛋白能够进行光能吸收和传递的原因。
科学家说,揭示这一机理将有助于提高农作物的产量,对能源的利用和新能源的开发也具有重要意义。