5年前,他以专业第一的成绩,从内蒙古大学来到北京大学交流学习,从此便与这方校园产生深深的关联。2018年,他获得推荐免试资格,正式进入北京大学生命科学学院攻读神经生物学博士,深耕于阿尔茨海默症机理研究,探索神经元间物质运输过程。他曾任校团委副部长、生科研会主席,想同学之所想,急同学之所急,做好服务研究生学术和生活的每件小事。未来,他还想踏出校门、到基层去,运用所学奉献他人。
2022年,他获得北京大学博士生荣誉性最高的奖项——“博士研究生校长奖学金”。一起走进生命科学学院博士生张克嘉的故事。
采写 | 张馨元
01
校际交流
结缘北大神经生物学
张克嘉在实验室
2017年2月,张克嘉以专业第一名的成绩从内蒙古大学来到北京大学交流学习。内蒙古大学的生命科学专业以动物胚胎学见长,初到北大的张克嘉想涉猎更多领域。北大没有辜负他的这份期望。在于龙川教授的生理学课上,张克嘉第一次接触神经生物学。于龙川教授讲解神经肽及其受体的研究发现过程,曲折又不失戏剧性的探索历程、漂亮的图版和精妙的实验设计对初识神经生物学的张克嘉产生了莫大的吸引力。于是开学不到两个月,张克嘉便决定申请进入主攻神经生物学的实验室学习。
回想起刚进入实验室的时光,总是辛苦与乐趣并存。因为掌握的技术和知识不多,张克嘉最开始负责的是一些基础的重复性的工作。和大多数同学一样,张克嘉第一个上手的实验是PCR(聚合酶链式反应,是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术)。“我那时算是熟练工了,两天从提质粒、PCR到跑胶能做一两百只小鼠的基因型鉴定。”生物学实验等待反应的时间长,但做的样品一多,这些等待的时间便都被实验操作的时间填满。“等这批样品烘干的时间,正好做上一批样品的下一步操作”,那段日子,张克嘉的实验常常是连续不断的,一开始就是一天。
这样的辛苦并没有吓倒张克嘉。事实上,做科研,张克嘉从不怕吃苦。还在内蒙古大学做大学生创新创业项目的时候,张克嘉需要在早上六点起床,到实验楼饲喂大鼠并更换清理鼠笼里的垫料,之后还要匆匆吃饭赶早上八点的课,这项任务一连坚持了近两个月,张克嘉仍然乐在其中。“对这个专业感兴趣,不然不可能坚持下来”,张克嘉这样描述自己在面对科研辛苦时的心态。他非常善于在科研生活中发现乐趣,享受乐趣。张克嘉清楚地记得刚进实验室时,一次,需要利用共聚焦显微镜拍摄细胞,但搭载平台不适配,只能自己手动搭建新平台。在与指导师姐共同探讨后,张克嘉用口香糖固定平台,通过计算液体流速的方式完成了适配。这次经历让张克嘉体会到设计实验有巧思的重要性。这位指导师姐是张克嘉科研之路上的一颗明星。“师姐给我最深的印象就是能够很好的handle工作,有极高的工作效率,三天的工作量等同于一般同学一周的工作内容。”高效率地科研、工作,也逐渐成为张克嘉的座右铭。
02
物质交流
探究阿尔兹海默症中蛋白聚集的成因
张克嘉(左一)与张研老师及同门的合影
博士定导在张研教授实验室后,张克嘉将自己的研究方向确定在了探究阿尔茨海默症的致病机制上。Tau蛋白和β淀粉样蛋白的聚集可能是阿尔茨海默症的重要致病原因,但蛋白聚集的形成和传播机制至今仍没有定论。通过整理和阅读文献,张克嘉发现,隧道纳米管在细胞间的物质运输方面扮演重要角色,在神经退行性疾病和癌症等诸多疾病中可能促进致病因子在细胞间的传播,并促进下游细胞中致病蛋白的聚集。因此,张克嘉推测,Tau蛋白和β淀粉样蛋白通过隧道纳米管运输可能是阿尔茨海默症的致病机制之一,这可能为治疗神经退行性疾病提供新思路。他决定,把研究Tau蛋白和β淀粉样蛋白是否通过隧道纳米管在神经元间传播、如何进行传播作为自己的博士研究课题。
有了猜想仅仅是迈出了课题的第一步,通过什么样的实验手段证明猜想才是每一名生科研究生绕不开的难题。没有哪次实验是一次成功的,得不到预期结果、反复调整实验设计方案,是张克嘉已经习惯了的科研日常。当遇到课题卡住做不下去的情况时,张克嘉的应对方案是同时尝试不同的实验方法,“A做不下去还有B,B做不下去还有C,C说不定还会给A启发”,张克嘉也正是以乐观的心态,坚韧的意志跨过一个个科研中遇到的坎坷。
此外,涉足前人研究较少的领域还要解决“万事开头难”的问题。张克嘉面对的一个大难题就是隧道纳米管作为细胞膜延伸出来的一部分,暂时没有特异性标志物。“不同于常见的细胞结构,隧道纳米管只存在于少部分细胞中,且因为没有特异性标志物,因此在在体条件下开展研究具有诸多困难。此外要在细胞中寻找少量存在的隧道纳米管不是一件易事,比如一组数据要看100个隧道纳米管,可能需要观察2000个神经元,再加上对照实验组,平行重复实验组,就是上万个神经元。”在张克嘉的研究结果中,每一张精致的图版背后都是成千上万次的实验积累。
不过在张克嘉看来,有解决办法的困难都算不上是困难,难的是连办法都摸不准。这方面,张克嘉特别感谢导师张研教授,“张研老师在课题指导层面给予了学生很多自主性,希望学生能够在独立思考的过程中培养科研思维,但在具体的实验设计过程中张老师总是能提出诸多一针见血且切实有效的指导,帮助学生找准研究方向。”
03
朋辈交流
读博不是一个人的战斗
在张克嘉看来,加入生命科学学院研究生会,是他博士阶段最正确的决定之一。“传承和情怀”是张克嘉对生科研会最深的体会,从网盘中留存的前辈们撰写的策划,到历次活动过程中细致的指导,都体现着一代又一代研会人的初心与坚守。在任职研会主席后,张克嘉也立志将研会的情怀传承下去。积极为新入学的师弟师妹答疑解惑,主动为遇到困难的前辈送上关怀。一次深夜,群里突然有同学说实验不顺,不过半个小时,就来了七八个人围坐在一起,大家边吃边聊、纷纷出招,聊开了心结也聊出了实验思路,友情在一次次相互扶持中愈加坚固。
在英杰阳光大厅组织、参加生物交叉学科学术论坛活动,是张克嘉最美好的研会记忆之一。北京的1月寒风凛冽,研会的骨干们早上6点就在英杰集合。早上天还没亮,英杰的门没开,骨干们就挤在英杰门前的台阶上吃早餐。等到英杰开门,骨干们进去,从早上6点到晚上6点,一边忙会务一边听报告,中间几乎无休,为线上线下超56万师生提供了一场学术盛宴。在研会同学的共同努力下,一年间研会主办20余场品牌活动,覆盖学术、文体、就业、生活等方面,服务近600位学院师生,活动参与人数超1800人次,得到老师和同学们的一致认可。
张克嘉代表北京大学“力行计划”浙江杭州团作讲述
在科研过程中,张克嘉也积极主动和实验室内外同学探讨交流,碰撞思维火花。一次聊天中偶然谈到的通路机制,给课题研究方向开辟了新的研究角度。除此之外,张克嘉也很喜欢和不同学科背景的同学交流合作,延伸课题深度和广度,在张研教授的帮助下,张克嘉与一位工学院课题组的师姐进行合作,使用超分辨率成像手段对隧道纳米管介导的物质运输进行了多维度研究,促进了两个课题组的科研进展。
04
基层交流
他找到了未来奋斗的方向
张克嘉在内蒙古自治区阿拉善盟疾病预防控制中心担任检验科科员
2020年上半年,因疫情原因张克嘉在家乡内蒙古自治区阿拉善盟无法返校。在读文献、设计实验之余,张克嘉主动参与到家乡的防疫工作中去,利用自己的所学优化核酸检测步骤。如同之前的社会实践经历一样,这段与基层工作人员共事的经历,让张克嘉看到了公务员工作的价值感和获得感。他发现:“虽然个人的力量很渺小,但千百万人的力量汇聚在一起就可以形成一股合力,完成看似不能完成的任务”。在张克嘉看来,这种功成不必在我,功成必定有我的坚守,是对自身价值的肯定,也是对工作最好的回报。
从大学到博士再到未来就业,张克嘉一直是一个活得很明白通透的人。“每个人都有自己最擅长和感兴趣的一面,在探索中丰富生活、寻找方向是一件有趣且必要的事”。因此他一直努力在完成科研工作之余,广泛参与各种学生工作,探索适合自己的道路。
2022年,张克嘉作为北京大学冬奥、冬残奥志愿者飞虎队成员
如今,博士五年级的张克嘉是北大团委权益部常务副部长,曾任团委研究生与青年工作部副部长、北大生科第二十五届研究生会主席、生科 2018 级研究生 1 班班长。同时,张克嘉还是生科男足的一员。他说:“当你不知道你要做什么时,可以多做尝试,为未来保留更多的可能性。或许在某个时刻,就找寻到了属于自己的前行之路。”对张克嘉来说,科学研究和学生工作是他日常生活中重要的两部分,在两种角色间切换,可以帮助他保持整体良好的状态。丰富的学工和实践经历,也让他在探索中明确了自己追寻的“价值感”。
当代中国青年生逢其时,施展才干的舞台无比广阔,实现梦想的前景无比光明。张克嘉希望走好走实科研中的每一小步,做精做细工作中的每件小事,踔厉奋发、勇毅前行,在第二个百年奋斗征程中发光发热。
博士研究生校长奖学金
博士研究生校长奖学金是北京大学设立的荣誉性最高、资助额度最大、影响范围最广的研究生奖学金,在研究生的招生、培养和奖助等方面发挥着十分重要的作用。希望全校研究生以这些优秀的博士生为榜样,刻苦学习、不懈努力,成为“有理想、有本领、有担当”的拔尖创新人才。