科学冒险开始于一个鼓舞人心的主管的支持

一个科学家拿着一杯发光的斑点

来源:©M-H Jeeves

闪烁闪烁的荧光寄生虫,我多么好奇你的生化过程是什么

优秀的领导者会创造包容、支持的环境,让其他人能够在其中成长和繁荣。一个跨学科的问题——其中的科学问题落在通常的筒筒之间,比如化学和生物学——和研究生生活的混乱过山车,你需要一个独一无二的超级英雄导师来领导团队。

以我的研究生研究小组为例,他们专注于人类疟疾寄生虫的生物无机化学。这种寄生虫每年造成50多万人死亡——其中大多数是撒哈拉以南非洲的5岁以下儿童——因此,在非洲南端,我们应该努力防治这一严重影响我们大陆的疾病。

疟疾寄生虫有一半的生命周期是在人类宿主中度过的,它主要存在于我们的红细胞中。为了生存和生长,它消化血红蛋白作为氨基酸的来源。但这一过程也会释放含铁的卟啉分子,即血红素,这是有毒的。几千年来,寄生虫进化出了一种巧妙的机制,通过将这些有毒的血红素分子转化为惰性的晶体色素,即血红素,来解毒。

许多临床抗疟药物抑制血红素向血红素的转化,从而由内而外使寄生虫中毒。这些药物究竟是如何做到这一点的尚不清楚。解决这一具有挑战性的科学问题需要一系列的实验室技术,从详细的光谱研究到细胞分馏分析,以及娴熟的科学领导,将所有这些证据编织在一起,在对细节的细致关注中平衡大局。

在我的博士研究期间,我合成了大量荧光标记化合物,以探测疟疾寄生虫内的各种生化过程。很明显,在寄生虫的整个生命周期(全部48小时)中跟踪这些化合物是有价值的!我的导师热情地支持这个实验,并愿意承担连续两天预订荧光显微镜的费用。我没有告诉他的是,他总是能看到任何实验结果的光明面,无论结果多么出乎意料,这让我很有勇气。

我和一位不知疲倦的同事合作,他是培养疟疾寄生虫的专家,在整整两天的时间里,他会指导我完成这些实验。我们在周末预定了显微镜,并清空了我们的日记。在实验开始前的几天里,我们仔细检查了工作流程,确保我们有足够数量的必要试剂,并储备了零食和其他必需品来维持我们的工作。

重要的周末到了,我们都在周五下午很晚的时候来到实验室,为即将到来的马拉松比赛准备了一些额外的睡眠。主要的障碍是我们必须在两个校区的三栋不同的大楼里工作——每隔四个小时,我们必须在化学系制定新的解决方案,开车几个街区到药理学系,在那里我们将收集寄生虫,然后走到放置显微镜的大楼。起初,通宵工作的新鲜感让我们精力充沛,但随着凌晨时间的流逝——凌晨2点、凌晨3点、凌晨4点——我们开始滞后,尽可能地睡上一觉。

周末剩下的时间过得很模糊,我们开始在自动驾驶仪上工作,在三栋不同的大楼里工作,这是我们现在熟悉的例行公事。但是,观察寄生虫在其生命周期中生长和发育的兴奋、共聚焦显微镜提供的精美图像以及荧光染料的迷人颜色——红色、绿色和蓝色——使我们度过了难关。我们互相鼓励,轮流做啦啦队长,每隔几个小时就把我们珍贵的照片备份一下,以防万一。

周日晚上,我们击掌结束了史诗般的实验,两天多来第一次回家睡觉。这个实验证明对我的论文很有价值,并让我和导师进行了许多精彩的讨论——当然,还有让我们实验室伙伴羡慕的故事!

做优秀的科学有时需要个人牺牲来获得关键的数据点,但它总是需要一个伟大的团队领导者。一个优秀的研究生导师支持他们的学生,培养信心和相互尊重,并鼓励学生参与更广泛的科学生活活动,从海外会议访问到离家更近的公共宣传活动。所有这些因素结合在一起,合成了下一代全面发展的科学家——在最后一次实验结束后,他们的记忆将持续一生。

鸣谢

这篇文章是为了纪念我的博士导师蒂莫西·伊根(1962-2022)