问答:从种子基金到科学突破
麻省理工学院全球种子基金(GSF)的设计初衷不仅是启动研究项目,更是构建使雄心勃勃的科学研究成为可能的国际合作关系。该项目通过支持与世界各地研究人员的早期合作,帮助教员测试新想法、交流专业知识,并为往往远超最初资助规模的发现奠定基础。
化学系教授兼系主任马特·肖尔德斯(Matt Shoulders)亲身体验了这种影响。自2013年获得首笔GSF资助以来,这些资助所促成的合作已经发展成为蛋白质工程、光合作用、胶原蛋白生物学和基因编辑技术等领域的重大研究项目,并带来了后续资金支持。
全球种子基金帮助学院教员和首席研究员与海外同行建立令人兴奋的新联系。该基金支持与世界各地学术大学和公共研究机构研究人员开展早期、开放且可发表的研究合作。全球种子基金由国际研究中心管理,自2008年创立以来,已向超过1300个教员研究项目发放了超过3000万美元的资助。目前面向麻省理工学院教员及具有首席研究员资格的研究人员的提案征集将持续至12月3日。
问:全球种子基金的独特之处是什么?
答:这应该是任何学校建立国际合作最突出的方式之一。这是一种与拥有可共同研究的科研课题的同行建立真正合作关系的非凡方式,能够实现协同增效的激动人心的成果,并启动那些本来根本不可能开展的项目。
我发现它是一种极其宝贵的桥梁构建机制,为与其他团队合作创造了机会。
我2012年开始担任助理教授,2013年获得了第一笔全球种子基金资助,大概是在我入职后的八个月内。那次机会让我结识了一位专业领域恰好符合我们需求的专家。我们只合作发表了一篇论文,但那次合作直接促成了我获得第一笔重要的美国国立卫生研究院(NIH)资助——一项为实验室带来近200多万美元资金的主任新创新者奖(Director's New Innovator Award)。它成为了我们实验室至今仍在进行的一个主要研究项目的基础。
如果没有这次机会,我们根本不可能建立这种合作关系。我们访问了他们的实验室,他们也访问了我们的实验室,我们的学生互相交流访问,我们一起搭建了至今仍在使用的整套蛋白质工程平台。十四年后的今天,那笔最初的GSF资助仍在塑造着我们正在进行的工作。
这样的故事一次又一次地重演。这些合作带领我们走向了许多方向,并一路创造了不同科学研究的机会。回顾过去,我认为我们获得的GSF资助可以直接关联到大约1800万至2000万美元的外部研究资金。当然,这不仅仅是GSF资助的功劳,但如果没有它们,后来的许多资金可能根本不会到来。
问:您能分享一些由这些合作孕育而生的研究实例吗?
答:其中一个项目是关于工程化改造光合作用。世界需要更多的粮食,气候正在变暖,肥料越来越难以获取,水资源日益稀缺,然而我们需要种植比以往任何时候都更多的作物。我们需要农业实现阶跃式的改进,而不仅仅是渐进式的改进。
我们专注于一种名为Rubisco的酶,它能将空气中的二氧化碳转化为构建植物——以及最终构建我们所有人——的糖分。改良Rubisco一直是农业领域几十年来的梦想,但同时也被视为几乎不可能实现的事情。
我们为这个项目获得的最初一笔资助之一,正是一笔全球种子基金资助,使我们得以与澳大利亚的一个实验室建立合作。他们拥有全世界只有少数几个实验室才具备的技术检测专长。他们来到这里,我们前往那里,我们将这些能力带到了麻省理工学院。如今,麻省理工学院已成为少数能够执行这些检测的机构之一,这些能力已成为我们整个Rubisco项目背后动力的一部分。
那次合作自此带来了重大的基金会资助、论文发表、专利以及大量激动人心的科学研究。无论我们最终能否成功在植物体内显著改良Rubisco,我们都已经学到了大量知识。
另一个例子涉及胶原蛋白,这是人体内含量最丰富的蛋白质。有数十种疾病是由胶原蛋白功能障碍引起的,而我们目前仍无法治疗这些疾病。
我在一次会议上认识了一位来自澳大利亚的研究人员,我们意识到彼此的专业知识可以互补。全球种子基金给了我们建立这种合作关系的机会。此后,我们获得了马瑟斯基金会(Mathers Foundation)的资助以及多项NIH资助。如今,我们已经开发出软骨类器官来模拟这些疾病,使我们能够研究这些疾病并筛选潜在的药物疗法。整个研究项目之所以存在,正是因为我们当初得以建立这种合作伙伴关系。
第三个例子要追溯到我获得的第一笔全球种子基金资助。我们希望开发一种在人类细胞内(而非细菌内)进行定向进化的新方法。我们有了这个想法,但我们缺乏使其实现所需的腺病毒专业知识。
那笔由GSF促成的合作恰好为我们提供了所需的知识。我们最近发表了第一篇论文,展示了利用由此产生的平台在人类细胞内实现CRISPR-Cas9进化的成果。那项工作可以直接追溯到我们2013年获得的那笔GSF资助。
问:麻省理工学院的学生从这些合作中获得了哪些益处?
答:大多数项目都有研究生参与,他们确实是最大的受益者。这些合作常常成为他们论文和学位论文的基础。
当我们遇到合适的本科生、拥有合适的兴趣时,这种合作也带来了巨大的价值,因为他们可以在MISTI(麻省理工学院国际科学技术倡议)的支持下,在海外度过整整一个暑假。米歇尔·黄(Michelle Huang)大概是最具代表性的例子。她在澳大利亚待了几个月,学习了相关技术并带回了麻省理工学院。她是一位超级明星,如今已在美国国家科学基金会(NSF)研究生奖学金的支持下获得了斯坦福大学的博士学位,该奖学金是她在麻省理工学院大四时获得的。
另一个很好的例子是朱莉·麦克唐纳(Julie McDonald),她是一位出色的麻省理工学院生物学研究生,曾在澳大利亚参与我们的Rubisco合作项目。她帮助启动了那个项目,并取得了巨大的成功。她现在是洛克菲勒大学的一名博士后研究员。
对于我们的研究生而言,这些合作在科学上极具价值,因为它们直接促成了论文发表,并开启了他们研究生涯的重要篇章。
问:除了研究本身,还有其他方面的益处吗?
答:当然有个人层面的益处。学生和我本人都有机会在原本不会去的国家待上一段时间。我们接触到了不同的文化以及不同的科研方式。就这方面而言,印度对我来说是一段尤为难忘的经历。
我也认为,与其他国家的研究人员建立合作关系,其价值超越了任何单个项目本身。从全球种子基金项目的整体规模来看,加强这些国际关系确实非常重要。
问:您会对考虑申请全球种子基金的其他教员说些什么?
答:如果你真的有一个计划,并且致力于建立这种合作关系,你就应该申请。这个项目确实能够决定一个想法能否转变为持久的研究伙伴关系。由此获得的支持能够将这些合作关系——以及背后的想法——变为现实。
