期刊：Communications Biology

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Verena Ruprecht是巴塞罗那基因组调控中心（CRG）细胞与发育生物学研究组的组长。 她主要使用斑马鱼系统来研究机体发育，采用涉及细胞和分子生物学、成像和数学工具的一系列跨学科方法来获取分子、细胞和组织层面的信息。在这一期的聚焦青年科学家栏目中，Ruprecht博士将向我们介绍她的研究以及她对于自己研究领域未来发展的一些看法。

请介绍下您的研究兴趣

我们实验室主要想了解胚胎是如何构建其形状和功能组织的。我们结合物理和生物学的概念和方法，从多学科角度研究一个基本问题，即单个受精细胞是如何发展成为完整的有机体的。目前我们正在研究单个细胞动力学（例如细胞形状变化、极化和运动）是如何被调控的，以及它是如何与细胞命运特化程序相互合作来驱动大规模组织重构的。我们实验室特别想知道机械力和物理组织环境如何影响单个细胞的动力学和集体组织原理（collective organization principles）。这就需要我们了解单个细胞如何感知和传递机械力并通过共同相互作用来构建功能性组织模块。另外，在复杂且易错的组织环境中如何确保发育过程的准确性。由于通常很难在体内环境中专门探讨这些问题，因此我们还用到了工程学方法来解剖在体系统，并在简化的仿生离体环境中对细胞动力学和多细胞自化组织进行重构。通过这些简约化的检测方法，我们还可能通过利用前沿的成像方法如活细胞超分辨率成像法来捕获细胞中的动态分子过程。这使得我们有机会在单分子水平上看到活细胞中细胞骨架运动蛋白的活动，并建立模型来理解机械敏感信号传导通路对细胞骨架结构和细胞形态动力学的塑造作用。我们的研究中最令人兴奋和具有挑战性的部分是整合来自多个尺度的定量信息，以及建立单细胞和多细胞组织原理的机械模型。这通常需要与来自不同科学背景的理论物理学家和团队成员的共同努力，这种丰富多彩的经历使我们能够从多个角度解决科学问题。

您为什么选择做一名科学家？

我小时候对什么都充满了好奇。我就是很喜欢学习和探索，所以自然而然地走上了这条道路。我的家乡在奥地利最南部的古老城市克拉根福（Klagenfurt），我在那里上学时对数学产生了兴趣，后来决定学习物理学。但是那个时候我就已经知道，相比于死气沉沉的物质，我更喜欢探索活的生命系统。所以我后来选择了生物物理这个分支，并且迷上了新兴的单分子荧光显微镜领域，这个技术可以直接对活细胞中单个蛋白质和脂质的动力学进行成像。我决定攻读这个方向的博士，在研究过程中我对细胞动力学的可视化、定量图像处理和建模越来越着迷。从那时起，我就特别想将细胞的分子随机性观点与生理性细胞过程联系起来。幸运的是，我在博士后期间有机会在Michael Sixt的细胞生物学实验室和Carl-Philipp Heisenberg的发育生物学实验室开展工作。这使得我能从更广的方法学和跨学科角度处理生物学问题。现在，我们实验室已经能够将物理和生物学的方法与先进的荧光成像结合起来，而荧光成像仍然是生物学中强大的观测工具。

您认为您的研究领域未来会有哪些进展？

方法上的进步强烈地决定了研究领域的进步。一些新兴技术如单细胞测序和多尺度成像已经获得了先前无法获得的大量数据，为揭示生物学机制和功能打下基础。一些新的分子生物学工具如Crispr/Cas9或光遗传学工具为精确地以时空可控的方式操纵生物系统提供了新的途径。同样地，以体外重组和生物工程学方法为基础的全新方法能揭示单细胞和多细胞的自我组织和生物学功能的最小组分和要求。这些新兴技术越来越复杂，对大型数据集的处理和阐释有可能会促进跨学科的合作，并将生物学与过去认为毫不相关的物理、数学和工程学领域联系起来。

能否谈谈您曾经克服了哪些困难？

做一名科学家是一个很棒很充实的经历，但也伴随着许多挑战。失望埋伏在你的周围，总是时不时地出来打击你一下，有可能是实验进展太慢或失败，文章被退稿，项目申请被毙，或者是因为职业的道路上竞争异常激烈。在许多情况下，结果和成功几乎永远不会立竿见影，我们需要耐心和毅力才能在科学的道路上越走越远。而且，现在国际间的交流越来越多，我们还有可能要去外国发展并与家人一起适应新环境，这个过程也没有那么容易。另外，做科学需要投入大量的时间，所以如何管理好时间并在工作与生活之间建立平衡有时候也会产生一些问题。在这个科学旅途中，我不仅需要在科学方面不断学习，而且在个人水平上也要不断地学习并反思个人生活中的核心价值、优先事项和重要支柱。现在，我比以往任何时候都更喜欢放空自己，我喜欢骑行，在山中徒步旅行以及与家人和朋友度过一些宝贵的时间。

您会给年轻的自己什么建议？

在成长和成为科学家的过程中，犯错是很宝贵的经历。在这方面，我想提醒自己，不要害怕犯错和失败，因为它们会使你成长。对自己严苛，也要善待自己，并且在困境中要看到积极向上的方面。所以我很容易发现美好，所以即便充满荆棘也要微笑向前。

在实验室中发生过的最有趣或最难忘的事情是什么？

实验室有过许多激动人心的事件，其中很多快乐来源于看似很简单的事情，或许它们的关联性要在很久以后才能发现，从用拥抱来庆祝实验成功，到在显微镜实验室讨论至深夜，都见证了我们的欢声笑语。我遇到了许多伟大的同事，我和他们既有激烈的科学交流，又保持了长久的友谊。从这个意义上说，对我而言，实验室环境是一个很特别的地方，在这里科学家们的理性思维和热情灵魂相互碰撞创造出了新的令人兴奋的事物。

本篇采访由高级编辑Christina Karlsson Rosenthal完成，由施普林格•自然北京办公室负责编译。

Communications Biology是自然科研旗下一本开放获取期刊，致力于发表生物科学领域内高水平的研究、综述和评论文章。我们希望这一系列访谈能激励读者更多地了解这些研究人员的工作，并为仍在接受培训的年轻科学家提供有价值的见解。我们的内部编辑将会从突出的作者和审稿人、会议发言者、以及读者或编辑委员会推荐的人选中进行挑选。我们非常欢迎提名或自荐。如果您或您认识的人是值得介绍给大家的青年科学家，请通过commsbio@nature.com联系我们。

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（来源：科学网）