盛開的生命之花——記上海復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院院長馬紅

本刊記者 馬永超

盛開的生命之花
——記上海復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院院長馬紅

本刊記者 馬永超

進(jìn)入21世紀(jì)以來，生命科學(xué)延續(xù)了自上個世紀(jì)中葉以來的迅猛發(fā)展勢頭。到2008年，在美國《科學(xué)》雜志評選的年度世界十大科技進(jìn)展中，生命科學(xué)已經(jīng)連續(xù)三年占據(jù)60%以上的份額。

現(xiàn)任復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院院長的馬紅教授，長期研究植物生殖發(fā)育，合作克隆了第一個花發(fā)育關(guān)鍵基因AGAMOUS并進(jìn)行了功能分析，還克隆了植物中的第一個G蛋白α亞基和β亞基基因，為后來國際上多個實驗室的研究奠定了基礎(chǔ)。馬紅教授的實驗室還首次克隆了編碼控制雄蕊絨粘層形成的受體蛋白激酶的基因，并克隆和分析了多個植物減數(shù)分裂重要功能基因。

留學(xué)海外——走上探究“生命”之路

1978年，18歲的馬紅參加了全國八省市數(shù)學(xué)競賽，獲得了安徽省一等獎，也因此被中國科技大學(xué)免試錄取，成為生物系（78屆）的一名本科生。一年后，綜合成績突出的馬紅獲得了去美國Temple大學(xué)留學(xué)的機(jī)會，而獲得這次機(jī)會的，整個中國科技大學(xué)只有三個人。就這樣，馬紅這只科研浩海之上的小船，正式揚帆遠(yuǎn)航了。

踏上美國的土地，一切還很陌生，但是馬紅知道，這里是科技的強(qiáng)國。1983年馬紅順利從Temple畢業(yè)，獲得了生物和生物化學(xué)雙專業(yè)的學(xué)士學(xué)位。優(yōu)異的學(xué)習(xí)成績使他成為美國大學(xué)榮譽(yù)組織Phi-Beta-Kappa的成員，并獲得多項榮譽(yù)稱號。

在美國的學(xué)習(xí)讓馬紅認(rèn)識到美國教育最先進(jìn)的是研究生培養(yǎng)，于是申請成為博士研究生，他被麻省理工學(xué)院(MIT)，Harvard, Caltech，UC Berkeley等多所大學(xué)錄取。經(jīng)中國科學(xué)院批準(zhǔn)后，馬紅就學(xué)于波士頓的MIT生物系，這是一個具有四名諾貝爾獎獲得者的世界一流生物系。在這里，他走進(jìn)了著名遺傳學(xué)家David Botstein教授的實驗室。Botstei n教授二十多歲開始在MIT任教，四十歲左右成為美國科學(xué)院院士，是微生物分子遺傳學(xué)和人類分子遺傳學(xué)的先驅(qū)者（是用RFLP研究人類分子遺傳學(xué)的創(chuàng)導(dǎo)者之一）。在他的引導(dǎo)下，經(jīng)過四年多的努力和與他人合作,馬紅于1988年2月完成了博士論文課題。1988年3月剛剛通過論文答辯的馬紅便飛往加州，因為在那里有一片新的天地在等待著他。

擬南芥——盛開的“生命”之花

馬紅的加州之旅源自于E l l i o t Meyerowitz教授（美國科學(xué)院院士）在M I T的一次學(xué)術(shù)報告。在報告中Meyerowitz教授介紹了他剛剛開始研究的擬南芥（Arabidopsis thaliana）及其優(yōu)越性，并說他將以擬南芥為系統(tǒng)來研究植物發(fā)育生物學(xué)。這與馬紅想要研究發(fā)育生物學(xué)的想法不謀而合。于是，他很快將申請博士后的信寄給了Meyerowitz教授，不久就得到了Meyerowitz教授接受他做博士后的消息。并且，他還獲得了競爭性很強(qiáng)的Helen Hay Whitney博士后獎學(xué)金（全美每年只有20名左右）。

馬紅研究發(fā)育生物學(xué)的想法并不是一時興起。在國外打拼了多年的馬紅沒有忘記自己出國的目的。讀博期間，他經(jīng)常思考什么生物專業(yè)是中國需要的？中國是一個農(nóng)業(yè)大國，因此植物生物學(xué)可以起積極的作用。于是，他開始關(guān)注植物生物學(xué)。他的加州之行可以說是如愿以償。

雖然擬南芥有很多優(yōu)越性，但在1988年，擬南芥的基因克隆還是相當(dāng)難的。為了研究花的發(fā)育機(jī)制，Meyerowitz教授的實驗室已經(jīng)開始分析花發(fā)育的突變體?？墒牵寺『屯蛔凅w相關(guān)的基因則是一項艱巨的任務(wù)。經(jīng)過一年多的努力，同實驗室的另一位博士后Martin Yanofsky和馬紅一起克隆了第一個擬南芥花的同源異構(gòu)基因——A G A M O U S。進(jìn)一步分析表明AGAMOUS和動物及真菌的一些基因是同源的（Yanofsky, Ma et al., 1990, Nature）。

此后，馬紅和Yanofsky合作克隆了六個擬南芥AGAMOUS同源基因，AGL1-AGL6（Ma, Yanofsky, Meyerowitz, 1991,Genes & Development）。AGAMOUS 和AGL等基因都是MADS-box家族成員。另外，他們還克隆了植物的第一個G蛋白α亞基基因(Ma, Yanofsky, Meyerowitz, 1990, PNAS)。1989年，馬紅應(yīng)邀在擬南芥國際會議上作了關(guān)于G蛋白α亞基基因的報告。這些成果為后來國際上很多實驗室的研究奠定了基礎(chǔ)。

當(dāng)時，被稱為世界生命科學(xué)的圣地與分子生物學(xué)搖籃的冷泉港實驗室（Cold Spring Harbor Laboratory）正準(zhǔn)備招聘擬南芥研究人員，以擴(kuò)大植物研究隊伍。馬紅很自然的成了Meyerowitz教授的主要推薦對象。1990年7月，馬紅來到了冷泉港，建立了自己的實驗室，繼續(xù)關(guān)于AGAMOUS和G蛋白的研究，并在Cell、Genes&Development、Plant Cell、PNAS等雜志發(fā)表了多篇論文。同時他和冷泉港實驗室另外兩個實驗室（Sundaresan和Martienssen博士）合作將玉米轉(zhuǎn)座子引進(jìn)擬南芥，以進(jìn)行插入突變（Sundaresan et al.1995,Genes & Development）。運用這項技術(shù)，馬紅實驗室開始篩選雄性育性的突變體。

1998年7月，馬紅到了賓州州立大學(xué)繼續(xù)研究花的發(fā)育和雄性育性。通過馬紅實驗室成員的不斷努力，他們不但發(fā)現(xiàn)了調(diào)控蛋白降解因子在減數(shù)分裂中的功能（Yang et al.,1999，PNAS）,而且發(fā)現(xiàn)了植物中第一個減數(shù)分裂專一性的周期蛋白并揭示其調(diào)控同源染色體相互作用的功能(Azumi et al., 2002, EMBO J.)，還發(fā)現(xiàn)了第一個控制雄蕊絨粘層形成的受體蛋白激酶(Zhao et al., 2002, Genes&Development)，及驗證了RAD51在減數(shù)分裂中的功能（Li et al., 2004, PNAS）。

另外，他還和其他賓州州立大學(xué)的教授開展了多項合作課題，包括分子進(jìn)化、比較基因組學(xué)，生物信息學(xué)，和蛋白質(zhì)組學(xué)。其中，他協(xié)助著名分子進(jìn)化學(xué)家、美國科學(xué)院院士Masatoshi Nei教授和他的學(xué)生分析了MADS家族的分子進(jìn)化（Nam et al.,2003, MBE; Nam et al.,2004, PNAS）。馬紅還和Nei教授共同指導(dǎo)了一位博士生對三個DNA修復(fù)和減數(shù)分裂基因家族的分子進(jìn)化研究(Lin et al.,2006, PNAS; Lin et al.,2007, Nuc. Acids, Res.)。這些課題的結(jié)果為線粒體源于細(xì)菌和葉綠體源于藍(lán)綠藻的假說提供了直接的依據(jù), 并表明這些DNA修復(fù)和減數(shù)分裂基因家族在真核生命進(jìn)化史中是長期保守的。

加盟復(fù)旦——扎根沃土花更艷

2008年7月，思維方式獨特，國外研究經(jīng)驗豐富的馬紅在與六位回國教授的競爭中勝出，應(yīng)聘為復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授并擔(dān)任院長，開始了他投身科學(xué)事業(yè)的嶄新篇章。12月3日，復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院為了進(jìn)一步推動植物科學(xué)科研和教學(xué)的大力發(fā)展，成立植物科學(xué)研究所, 由馬紅擔(dān)任第一任所長。

復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院成立于1986年，是我國大學(xué)中最早的生命科學(xué)學(xué)院，是國家生物學(xué)基礎(chǔ)科研和教學(xué)人才培養(yǎng)基地和國家生命科學(xué)和生物技術(shù)人才培養(yǎng)基地。學(xué)院非常注重開展國際學(xué)術(shù)交流活動，長期與國外知名大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行廣泛、深入的科技交流與合作，多次組織國際學(xué)術(shù)會議，在國內(nèi)外享有較高聲譽(yù)。

生命科學(xué)是一門綜合性很強(qiáng)的學(xué)科，涉及領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，需要各學(xué)科的通力合作，這就要求大家不能單單專注于自己的領(lǐng)域，而是要協(xié)調(diào)研究，共同發(fā)展。而馬紅正是這樣一個很會與人合作的人，用馬紅自己的話說：“這么多年來我一直在與人合作，我很喜歡與人合作。我可以用自己這方面的經(jīng)驗推動交叉學(xué)科的發(fā)展?！瘪R紅總是把前方的路看的很清楚，他說：“我來復(fù)旦的目標(biāo)就是，繼續(xù)保持傳統(tǒng)的強(qiáng)項，并通過綜合和交叉學(xué)科把不同力量組織起來，推動復(fù)旦生命科學(xué)的發(fā)展?！?/p>

新起點新征程，馬紅的謙虛給了我們希望的天空，他說：“加盟復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，是我的榮幸，不能說是我?guī)ьI(lǐng)著大家，我只是希望能同大家一起努力，把生命科學(xué)的研究做的更好?！毖哉Z間，我們仿佛看到了一朵朵盛開的生命之花。