生命群落结构调控技术,让世界认识中国微生物生态学

群落的是有机体、环境和信息组成的一个多维结构,结构的好坏决定生命活力的大小,会上展示了通过对群路结构的调整,提高生命活力的大量的实验数据和图片,证明了可以通过“生命群落结构调控技术”对农业生产、人体健康等诸多方面产生积极有效的作用;该技术具有高效、精准、低成本、无副作用等优势,可以广泛应用于生态恢复、农业生产、现代制药、人类抗衰老及疾病预防等民生领域,也是人类认知自然,利用自然的一个新的发展方向。

周集中:让世界认识中国微生物生态学

来源:科技日报 2016-2-22


  人物档案
1959年出生,原籍湖南省新邵县,于1981年毕业于湖南农业大学植物保护专业,后师从昆虫学家陈常铭教授进行数学生态学研究。在中国科学院生态环境研究中心系统生态室,师从于已故的著名生态学家马世骏教授,从事农业生态系统的研究。周集中在华盛顿州立大学获得分子遗传学和细胞生物学博士学位。然后进入密歇根州立大学的由美国自然科学基金会资助的微生物生态中心,跟随被誉为“微生物生态学之父”的微生物生态学家詹姆斯·迪杰教授,
从事微生物分子生态研究。1996年获得美国能源部杰出博士后资助来到橡树岭国家实验室工作,不久即被聘为研究员。2006年被美国俄克拉荷马大学聘为首席教授。美国俄克拉荷马大学环境基因组学研究中心主任、同时兼任美国劳伦斯国家实验室资深研究员。曾任Applied
and Environmental
Microbiology杂志主编之一、现为美国微生物学会旗舰杂志mBio主编之一,美国微生物科学院院士、AAAS学会会士。

  近期,清华大学环境学院隆重举行了首届“周集中—石小娅”奖学金颁奖仪式。仪式后,清华大学“千人计划”周集中教授接受了记者的专访。

  周集中是国际微生物生态学、环境微生物学领域知名学者。他开发的用于微生物群落功能研究的基因芯片技术,成为了微生物群落检测方法的广泛应用的工具。2010年9月,时任美国俄克拉荷马大学乔治·林恩·克洛斯研究教授、环境基因组学研究中心主任的周集中成为清华大学第三批“千人计划”引进人才,从此,便开始了他的清华之旅。

他推动了清华环境基因组学的研究与发展

  周集中最为人所知的是一个叫做基因芯片的技术。他以基因组技术为基础,在世界上首次开发了用于地理化学、生态学和环境科学中的微生物群落功能结构研究的综合性基因芯片。GeoChip可以广泛用于分析不同类型的微生物群落,包括土壤、水体、海底沉积物、热泉、污水、生物反应器和动物肠道等多种环境。GeoChip的发明是微生物群落检测和分析方法的重大突破,对于解决微生物检测、植物生长、人体健康、生物多样性、污水处理、生物修复等众多领域中微生物的相关问题具有重大意义。为此,2002年他获美国青年科学家总统奖。

  在2009年获国际工业界科技最高奖R& D100之后,
2015年7月周集中又获得了美国能源部部长代表总统颁发的欧内斯特·奥兰多·劳伦斯奖。劳伦斯奖是美国能源部颁发的最高奖项,他是近五十年以来获奖的少数华裔学者之一。

  周集中教授同时也积极活跃在国内的微生物生态学、环境微生物学领域,为中国微生物生态学的发展以及与国际接轨做出了突出的贡献。2007年迄今一直担任中国生态学会微生物专业委员会名誉主任。他于2004年被国家基金委授予海外杰青,于2007年被教育部聘请为中南大学长江讲座教授。

  在清华的五年时间里,他的团队在国际期刊上发表了几十篇学术论文。2014年2月他在《美国科学院院刊》在线发表题为《流体生态系统的随机性、演替和环境扰动》的研究论文,首次提出并验证了一个关于生态系统演替规律的新型理论框架。

  而这,正是周集中投身科研的初衷:基于在功能基因组学、生态基因组学等方面取得的国际上公认的创新性研究成果和实验条件,借助高层次人才计划的实施,在生物能源和环境污染控制的微生物基因组学和微生物生态学理论和技术方面开展国际领先的创新性研究,以推动宏观基因组学这一新兴交叉学科在中国的发展,进一步提高中国在微生物生态学、环境基因组学、功能基因组学、微生物生态学、环境科学和生物能源等领域的国际地位和影响,力争未来几年内将中国在与环境工程有关的微生物基因组学和微生物生态学的研究达到国际领先水平。

学生培养:做为人真挚、严谨的科学家

  周集中在潜心科研的同时,不忘对学生的培养。他介绍了大批清华学子到美国一流的实验室进修深造,给学生提供了广阔的发展平台。在传授知识的同时,周集中更加注重培养学生优秀的品德,他认为做人是做学问的前提。他从自己的导师们身上,如已故生态学家马世骏院士,美国科学院院士詹姆斯·迪杰
等,学到了许多如何成为一个优秀科学家的道理,比如为人真挚、治学严谨,勤于思考,扎实苦干,等等。事实上,他从每一位导师身上汲取的营养都成为日后培养学生取之不尽用之不竭的源泉。

  在硕士研究生期间,便在《中国生态学报》发表过五篇数学生态学术论文的周集中,在微生物生态学领域属于绝对的“半路出家”,他具有数学和分子生物学的学科背景,当谈到为什么他能从导师“微生物生态学之父”——詹姆斯·迪杰教授的众多博士后中脱颖而出时,他毫不讳言正是自己的交叉学科背景成就了他。也正因如此,他在选择自己学生的时候也很注意学生的学科背景,他的学生中有生物背景,环境科学和工程背景,也有计算机专业背景的。

  周集中在学生培养方面积极推行新的培养方式,他联合院内多位老师建立了“导师组”制度,通过定期的导师会议共同指导学生的科研。对博士生采取与国外联合培养的方式,即选择国外知名学者的实验室让学生交流学习一至两年,使学生在国外接受到国际前沿的科研训练。除了培养自己的学生,周集中的清华团队每年都会面向全国志在微生物生态学领域有造诣的学生、教师提供一至两天免费的基因组培训课程,教大家分析数据、讲解基因芯片的前沿信息、提供免费指导。从2010年到目前为止已经有几百人接受了这项培训。

“扎扎实实做事,认认真真做人”

  周集中身上有着科研工作者特有的可贵品质,用他自己的话说就是:“扎扎实实做事,认认真真做人。”

  对于一个习惯于埋头做事的科学家来讲,他的理想就是以最大努力促进中国微生物生态学的发展,加快国内的微生物生态学和国际接轨。让中国走向世界,让世界认识中国。

  “周集中—石小娅”奖学金,由周集中及夫人石小娅捐赠,专用于奖励清华大学从事生态学及环境科学与工程的优秀学生,代表了周集中教授对莘莘学子的激励。作为环境学院唯一个人出资成立的奖学金,周集中表示,“捐赠不是因为富有,只是尽自己的微薄之力对社会做些有意义的事。”

EGF是广泛存在于动物界的一种调控衰老和自我修复的信息因子,该科学家团队根据生命群落学理论在植物里发现并提取到了同样广泛存在于植物界的控制型因子,并经过ERK解析人徐天瑞教授科研团队的细胞信号传导解析,植物源信息物质对人体的作用与EGF受体相同,通路一致;首都医科大学潞河医院张瑞华教授带领的团队和浙江中医药大学金红婷教授带领的团队也都从动物实验的角度验证了这一结论。在此次大会上正式给植物源EGF命名为EGF-C。

刚刚在北京召开的第十二届世界生态学大会上,中国的科学家冯耀宗、徐天瑞教授率领科研团队以技术展示和详实的实验数据为支撑,向全球发布了生命科学的创新学科《生命群落学》。

中国老科学家冯耀宗教授在第十二界世界生态学大会上发布的创新理论和技术,成为与会科学家瞩目的焦点

EGF-C的量化提取和成功保活解决了困扰生物制药领域多年的生物活性的保持问题,生产成本问题。EGF-C的量产可以加快推动此类药物的普及和推广;不仅可以广泛应用于生物制药,疾病预防,抗衰老,农业生产及生态恢复上;还可以在农业新型生产资料、功能性食品及日用品领域得到广泛开发和利用。

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