人物 | 柳峰:与虫共舞,游遍芳丛的好奇宝宝

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柳峰 特聘研究员

深圳湾实验室 传染病研究所

研究领域:

课题组专注于做有趣的科研,探讨病媒昆虫、宿主以及病原物的互作关系,解析这种互作背后的细胞和分子机理,开发防控病媒昆虫的新策略和新方法。



“你知道世界上有多少种蚊子吗?”说到这里,原本略带腼腆的柳峰突然眼睛一亮,自问自答起来:“有三千多种!”

“我小时候有机会养蚕,会采桑叶给它们吃,观察它们从幼虫取食、结茧,到成虫交配、产卵,再孵化幼虫,进入新的生命轮回。当时并不知道,这些生命现象的背后其实是它的激素和神经在控制。”

今年刚满36岁的柳峰,转瞬间已经在昆虫领域深耕19年了。

2004年,柳峰考入沈阳农业大学,毫不犹豫地选择了昆虫学专业。“当时没考虑太多,只是因为喜欢。”柳峰笑着说。

01  知蝽第一人

在美国,很多旧房子里有一种叫蝽的昆虫,因为吸食人血而臭名昭著。进组伊始,刘老师便建议柳峰从蝽入手,解释它们觅食行为背后的神经机制。其间,柳峰发现实验室用来探测神经活动的钨丝电极经常失灵,严重影响实验进度。他决定从实验源头入手,仔细排查每一个检测步骤,最后发现是用来腐蚀钨丝的盐分影响到了记录信号,每次记录前,都需要将电极上的盐分清洁干净。解决了实验设备的信号失灵问题,柳峰渐入佳境,经常在实验室里对着虫子孤身“奋战”到深夜。“我身边的女性,从我妈妈,吴青君老师,到刘楠楠老师,都是非常坚毅顽强的人,她们对我产生了很大的影响。刻苦和努力,已经成为了我生命的一部分。”通过日以继夜对蝽的神经元和气味受体的活动记录,五年时间,柳峰在细胞和分子层面系统揭示了蝽到底对哪些人体气味感兴趣。

柳峰发现,在二氧化碳以及一些温血动物特有的气味刺激下,蝽呈现出非常活跃的神经活动,并且从多个生物学角度解释了其吸血行为背后的神经机制,对新的引诱剂和趋避剂开发进行了有效探索。“毫不谦虚地说,我们在蝽这一领域的研究深度和广度做到了最前沿。” 2014年,因为博士期间的亮眼成果,柳峰拿到海外华人昆虫协会学生竞赛一等奖,2016年,获得奥本大学十佳优秀博士毕业生。

02 蚊虫猎手

古人经常将干燥的野菊花点燃以达到驱蚊效果,现代的商家则从菊科植物中提取化合物来制作蚊香。2016年,柳峰进入密歇根州立大学董珂课题组进行博后深造,董老师建议他从驱蚊机制入手,找到蚊子神经细胞里面负责识别“除虫菊酯”的受体。这是一个极其精细的活儿,蚊子触角的嗅觉感器(内部包含嗅觉神经细胞)数以千计,要找到这个特别的感器需要极大的耐心。柳峰不敢懈怠,每天都把自己泡在实验室里,小心翼翼地观察着显示器上的每一个神经信号。自从他走上科研这条道路,就习惯了每天重复操作着手上的电极,等待着前方未知的那一点点可能性。“你们看我坐在那里一动不动好像无聊透了,但其实显微镜下的世界每一分、每一秒都在变化,难以预测却又让人充满期待。”柳峰聊起自己的科研人生,眼神清澈又笃定:“如果有很强烈的追名逐利的心态,急迫地想要一个答案,这种人或许并不适合科研。Follow your curiosity,永远在求知,永远在路上,这才是科研人的本色。”

03  被“遁入空门”的蚊子

范德堡大学的Laurence Zwiebel教授是蚊媒界声名赫赫的人物,博后研究期间,柳峰时常拜读他的研究成果,神往已久。2018年,他成功申请到Zwiebel课题组的offer,赴范德堡大学开启第二个博后阶段的学习。“Zwiebel教授对自己和学生要求都非常严格,鼎盛时期,他的实验室多达10位博后。他培养了很多人,基本每个学生都做出过非常出色的成果。”柳峰说。

在Zwiebel实验室里,柳峰和师弟叶子博士发现蚊子身上有一种特定的嗅觉基因,当这个基因被敲除后,蚊子对人体身上的胺类化合物反应会增强,并且感受不到血液的味道,只能靠吸食花蜜来维持生命。进一步研究后,柳峰发现这类“改行吃素”的蚊子,从此失去了繁殖后代的功能。“坊间流传的O型血招蚊子,其实没有科学依据。我们发现,蚊子对酸类味道很敏感。它们喜欢的是味道大、体温高的人,譬如说不洗澡、爱喝酒的人,或者孕妇,都比较招蚊子。因为蚊子吸了血之后才能产卵,否则就只能‘遁入空门’了。”柳峰笑言。

闲暇时间,柳峰还研究起了蚊子的幼虫。“蚊子产卵在水面上,卵孵化后进入水里,成蛹后羽化飞出水面。幼虫在水里不好观测,所以业内对幼虫的了解较少。”柳峰不厌其烦地把幼虫从水里捞起来,无数次失败后,最终成功记录到幼虫的神经电信号,他自豪地说:“这是世界上首次记录到蚊子水生幼虫的神经电信号,证实了蚊子幼虫也有强大的嗅觉神经反应,能够感应周围环境,追踪化学信号找到食物。”

04 中国的蚊媒实验室

提到成立独立实验室的初衷,柳峰再次感谢了他的博导刘楠楠教授。“那时我初到美国,对周围的一切都不熟悉。她不仅培养了我严谨的科研思维,还给予我母亲般的关爱。逢年过节她都会亲自下厨,给我们做一大桌子好菜,让身在异乡的我们感受到家的温暖。为了培养和锻炼我们,她还会拿出自己有限的科研经费,资助我们去各地参加会议。可以说,她铸就了我科研人生的底色。因为自己曾经被善待过,所以我非常渴望成立自己的实验室,像刘老师那样去培养和成就别人。”柳峰感慨道。

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选择深圳湾实验室,一方面是因为这里有充足的经费支持,另一方面,用柳峰的话说,这里的氛围很国际化,PI们非常自由,基本没人干涉他的研究方向,也没有科研以外的琐事打扰他们。“生物学研究是没有天花板的,近十年科技进步很快,因为技术一直在进步。这个进步可能来自于新材料、微生物、信息技术等其他领域,等待着你把它们借鉴过来,推动自己的学科往前走。深圳湾实验室鼓励交叉研究,各课题组之间的交流合作很紧密,这一点十分难得。”在中国建立一个世界知名的蚊媒实验室,是柳峰一直以来的梦想:“我的近期目标是先把实验室各个平台搭建起来,可以很好的开展各个方向的实验。远期目标是,希望未来大家提到蚊媒生物学领域,能想起除了美国的洛克菲勒大学,范德堡大学、约翰霍普金斯大学等,中国深圳也有一个了不起的实验室。我知道自己在做一件正确的事情,所以我很有信心。只要足够努力,就一定能够成功!”

二十年光阴荏苒。不论外界风云如何变幻,柳峰始终持守着自己的一方天地。从养蚕、养蝽,再到养蚊子……“Follow his curiosity”,柳峰永远朝着自己心之所向,风雨无阻,笃定前行。  

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课题组长简介

柳峰博士师从刘楠楠教授获得奥本大学博士学位,先后在密歇根州立大学董珂教授,范德堡大学Laurence Zwiebel教授,加州大学Omar Akbari教授实验室进行病媒生物学研究。综合利用电生理、基因编辑以及行为学等方法,揭示病媒昆虫对环境和宿主的化学感知机理。目前总计发表论文31 篇,其中以第一作者发表论文19 篇,包括Nature Communications, Cell Reports, PNAS, IBMB, Frontiers in Physiology 等,相关成果被 Scientific American, Science Daily, 网易,腾讯,新浪网等十几家中英文媒体相继报道,并且获得美国国立卫生研究院(NIH) 项目资助。

荣誉

• 2016 奥本大学十佳优秀博士毕业生

• 2014 海外华人昆虫协会学生竞赛一等奖

• 2014 奥本大学昆虫系优秀博士生