劉江 探索遺傳和發育的奧秘
編者按：
2014年度中科院青年科學家獎評選揭曉，經單位推薦、專家組評審及中科院人才工作領導小組審定，數學與系統科學研究院呂金虎等10位青年學者獲得中科院青年科學家獎。榜樣的力量是無窮的！為了鼓勵國科大青年學子堅持走科研的道路，本刊策劃了專題《國科大學子與青年科學家面對面》，并將陸續刊登10位青年科學家的科研人生故事以飧讀者。
2009年，劉江進入北京基因組所工作。五年時間里，他已經在國際知名期刊《Cell》和《Cancer cell》上發表了三篇高水平文章。與眾多同行相比，劉江課題組的論文數量并不多，但毋庸置疑，他們在國際表觀遺傳學的研究領域處于領先地位。
從團隊成立至今，劉江只有兩位畢業生，而他們分別獲得了中科院“含金量”最高的院長特別獎和院長優秀獎。在不久前，劉江也獲得了2014年度“中國科學院青年科學家獎”。他究竟是怎樣的一位青年科學家？筆者走近了劉江的科研人生。
探索奧秘 堅持到底
走進劉江的辦公室，墻壁上懸掛的一張顯示受精過程的圖片赫然在目，這是一張放大了的《Cell》雜志的封面，畫面上鮮亮的紅色給人以強烈的震撼，而偌大的卵細胞猶如一輪光芒四射的紅日，被眾多靈動的精子包圍著。這是《Cell》雜志上發表的第一篇所有通訊作者和第一作者都是中國人的封面文章——2013年劉江課題組發表的《Sperm, but Not Oocyte, DNA Methylome Is Inherited by Zebrafish Early Embryos》一文。
作為遺傳物質的載體，DNA可以穩定地從父母遺傳到子代中去。但是一個受精卵細胞發育成一個包含多種不同細胞、組織和器官的復雜生命個體，這其中依然有許多未解之謎。自上世紀八十年代，表觀遺傳學的研究逐步開展，人們認識到DNA序列外的某些變化，如DNA甲基化，可以調控基因的表達和個體的表現。劉江課題組通過對斑馬魚的實驗研究，發現精子的DNA甲基化圖譜可以被遺傳到子代中，并在胚胎早期發育中起重要作用。這是世界上首次通過實驗證明了某些表觀遺傳信息也可以被完整地遺傳，并顛覆了關于早期胚胎發育幾乎全部由卵子決定的傳統觀點。
在這被譽為將“修改教科書的成果”的背后是劉江課題組艱辛的付出，研究過程并非一帆風順。在研究工作開展初期，課題組曾經投入非常大的精力以及財力收集和測量精子、卵子的甲基化圖譜，但最后得到的結果不能滿足研究的需要，所有的投入和付出全部付諸東流。在這一重大打擊下，劉江沒有責怪學生們，更沒有氣餒，他斬釘截鐵地告訴同學們：“做研究，即使遇到了很大的困難，我們都必須堅持到底。即使我們做的沒別人快，研究結果被別人搶先發表了，我們也要堅持到底。”在他的鼓勵下，課題組成員重整旗鼓，從頭做起。《Cell》雜志上的這篇文章是劉江回國后發表的第一篇文章，這就意味著他回國后近四年時間里沒有發表任何文章，這種壓力可想而知！“劉老師承擔著很大的壓力，但是他從來不在我們面前表露，總是營造積極樂觀的實驗室氛圍。”課題組的學生說道。
“做科研的關鍵在于你想做什么，你想解決什么樣的問題。你所要解決的問題的高度，決定了你做科研成果的意義。”劉江說道，“我一直試圖解決遺傳學、發育學最根本的問題。”從小，劉江就特別崇拜愛因斯坦那種勇于挑戰傳統的精神，時至今日，劉江在探索遺傳奧秘的道路上，仍不懼艱險，勇往直前。今年5月，《Cell》發表了劉江團隊與南京大學黃行許團隊的合作研究成果，揭示了哺乳動物中子代繼承親代DNA甲基化圖譜的規律，更新了關于受精之后DNA甲基化圖譜重新編程的傳統認識。
從“差生”到青年科學家
“上小學時，我的學習成績是倒數的。”劉江說自己在學業上“開竅得比較晚”，上了初中，成績才慢慢變好。那時的劉江對課本的學習不大上心，可是他對《動物世界》卻情有獨鐘，“《動物世界》讓我覺得生命非常神奇，激發了我的好奇心。”生命是怎樣產生的？生物界為什么如此豐富多彩？小小年紀的劉江對生命的本源產生了極大的興趣，而這些問題也深深地烙進了他的腦海里。報考大學時，劉江毫不猶豫地填報了生物學專業。
在大學和研究生時代，隨著學習的深入和見識的增長，劉江愈發地喜愛上了生物學的研究。在此期間，劉江還廣泛地涉獵了文學、哲學、藝術領域的書籍，大部頭的《資本論》他也從頭讀到尾。盡管這些看起來與科學沒有直接的關系，可對劉江的思維方式產生了很大的影響，他說：“課本上的內容是基礎，而課本以外的知識往往決定了一個人思想的方式。”他鼓勵同學們要廣泛閱讀，不要拘泥于專業書籍。
2003年至2009年，劉江先后在美國密西根大學、耶魯大學醫學院、芝加哥大學等高校進行科研工作。“在國外，我最重要的收獲是知道了什么是研究。研究是一個探索奧秘的過程，而且一定是好奇心驅動的。在國外，我換了一次科研方向；回國后，我又從腫瘤機制研究領域轉變到表觀遺傳學領域。我認為做科研一定要做能解釋自然奧秘的事情。”盡管劉江嘗試過不同的研究領域，他目前所從事的表觀遺傳學研究也與他研究生、博士后期間開展的工作相距較遠，但一旦認定目標后，無論有多大的困難，劉江都會把這件事有始有終地做完、做好、做精。
從美國回北京的第二個星期天早上，劉江騎自行車去找房子，花了一天的時間，當晚就簽了買房協議，在北京安了家，這也是他人生一個新的起點。劉江對我國科研事業的發展非常有信心，他認為現在國內的科研條件與他讀研究生時已經“不可同日而語”。他自豪地說：“我現在的實驗室不比國外所在的實驗室差。”
這一路走來，劉江說：“好奇心驅動了我做科研的整個過程。”在探索未知領域的研究過程中，實驗結果與最初的假設大相徑庭的情況時有發生，正是這些“意外”激發了他的好奇心，讓他興致盎然，精神抖擻地去尋找答案。出生在蓬萊的劉江，小時候常去海邊玩耍嬉戲，而現在，站在這片知識海洋面前，劉江始終持有那份孩提時純真、美好的好奇心，習慣做那個在海邊拾貝殼的孩子。他說：“我特別想知道那些未知的事物，喜歡探索自然規律、生命和遺傳的奧秘。在整個科研生涯里，我的每一步都是自己選擇的。做科研，不僅要選對，而且要堅持到底。”
創造條件 鼓勵創新
“在實驗室里，我的一個重要的任務就是為學生們創造條件。我們進行研究的課題不會局限于實驗室是否已經具有相關的實驗條件或設備，只要是有意義的、需要做的研究，我們都會創造條件去實現。”劉江這樣說道，更是這樣做的。
劉江認為，做科研固然需要“天性”，但為學生“創造條件”，不斷鼓勵、激發他們的潛能，鍛煉學生的科研思維和發現、分析和解決問題的能力也十分必要。選題時，劉江會讓學生在多個研究課題中，選擇自己感興趣的一個來展開工作。“做科研，難免有競爭，我們不比任何人聰明，你一定要在思路上或方法上有突破，才能有新的發現。”在研究的過程中，他鼓勵學生們去創新思路和方法。在實驗室里，不管多珍貴的樣品，劉江都鼓勵學生大膽去嘗試，告訴他們：“我允許你犯錯。”團隊建設之初，從事近一年的工作失敗之后，劉江對學生們說：“我們必須繼續做，既然交了學費，就不能白交。我允許你們失敗，如果有責任，我承擔。即使別人在我們前面做出了成果、發了文章，我們也不要放棄，也要做到底。”
劉江是個七歲男孩的爸爸，在實驗室，他總是稱呼學生為“孩子們”，關愛之情溢于言表，他對待這些“孩子們”也就像對自己的孩子一樣。透過劉江辦公室的玻璃，就可以望見學生們的辦公桌，“孩子們”的日常生活他都能一目了然。如果某位學生在科研或者感情上受到挫折了，劉江總是樂意傾聽他們的困惑，為他們解決各種問題。劉江課題組成員相互關愛，親如一家，與他這位好家長有很大的關系。無論是對自己的孩子還是學生，劉江也特別注重培養他們的獨立性。“現在許多孩子都缺乏獨立性，凡事都指望別人為他們準備好。科研能力是要一點一滴累積的，然后逐漸解決重要的科學問題。”劉江認為挫折教育很有必要，從哪里跌倒就從哪里爬起來，他希望“孩子們”有承受失敗的勇氣。
研究生二年級的李從儒是跨專業來劉江課題組的，剛開始遇到的困難比別人要多一些，劉江就安排她坐在離自己的辦公室較近的位置，方便她隨時請教。去年李從儒花了三個月的時間做一項研究，但實驗結果非常不理想。沮喪的她向劉江表達了自己的愧疚和歉意，這時劉江告訴她，失敗是在所難免的，鼓勵她不要氣餒。聽了老師的話，李從儒逐漸走出了實驗失敗的失落情緒。她說：“劉老師總是很認真、全身心地投入到科研中，愿意為之承受各種壓力，擔負任何責任。”當談論起科研上的新發現、新想法時，劉江“眼睛里閃動著光”，那份激動和興奮之情也深深感染了在場的學生。李從儒曾經對是否讀研很糾結，但一年的實驗室生活下來，目前已不是問題。她說，她已經決定讀博了，因為她遇見了一位“好老師”。
劉江曾這樣對學生說過，科學家有兩個基本的義務：一個是要與科研同行互相幫助，不求回報；另一個則是要培養好“孩子們”。無論是科研還是生活上，劉江的一言一行都散發著正能量，潛移默化地影響和改變著身邊的人。
——轉自《國科大》（電子版） 2014年 第4期
