近日，南方科技大学博士生谢国辉以共同第一作者的身份，收获了人生中的第一篇Science论文。这项研究解析了最后一种结构未知的真核RNA聚合酶——Pol V的功能机制，提出其通过滞留在染色质上而招募下游作用因子引起DNA甲基化和基因沉默的工作模型。审稿人在评价中指出，该研究为解析真核生物RNA聚合酶的分子结构找到了最后一块“拼图”。
2019年5月，谢国辉作为科研助理进入南方科技大学教授杜嘉木课题组，开始了结构生物学的研究。那时的他，对这个领域还是一知半解。他面临着一项怎样的研究呢？植物在不同环境、生长的不同阶段都会对自身的基因进行表达调控，某些时候会把一些基因沉默掉，促进另外一些基因的表达，以此来适应它的生长环境。DNA甲基化就是一种重要的基因表达调控方式，这是杜嘉木课题组研究的主要方向。
植物中DNA甲基化需要一个非常特殊的RNA聚合酶，即Pol V的参与。与常规的RNA聚合酶合成RNA不同，Pol V不仅要合成RNA，还需要停留在染色质上为其他因子提供“定位”，因此是一个既要动（合成RNA）又不能动（停留在染色质上）的矛盾体。
当时，导师让谢国辉与另一位一作胡泓淼博士一起摸索，去揭开Pol V结构上的面纱。谁承想，这一摸索就是三年多。期间，谢国辉转换了身份，于2021年攻读博士学位，手上的这项研究，分量也更加沉重。在一次次失败、崩溃中，不断总结经验，靠着极其微量的样品外加想象，一点点地摸索出复合物的性质，最终成功达成电镜数据收集与结构解析。打开手机订单页面，谢国辉好奇地数了一下这3年里到底用了多少花菜？
结果让他大吃一惊：整整用了1.5吨花菜！为什么当初选择花菜作为实验材料呢？谢国辉告诉《中国科学报》，“我们研究的Pol V在植物中含量极低，提纯难度大，这给我们前期的研究带来了极大的挑战。在一次学术交流中，中科院曹晓风院士提到可以使用花菜提纯蛋白，这给了我们极大的启发。
”提取花菜的蛋白，首先需要将花菜的花削下来，用液氮冷冻后研磨成粉，加入细胞核提取液中，再将细胞核提取出来，并进行蛋白复合物的提取纯化，但能够纯化出来的Pol V微乎其微。
更令人抓狂的是，很多时候拿到细胞核提取物再进行纯化后，根本鉴定不到蛋白质，“我们每一步都会检测，可以看到最开始是有Pol V蛋白的，然后随着不断地纯化，蛋白可能在某一步骤就突然不见了，这是令我们最头疼的时候，因为影响的因素有很多，需要逐个排查。”谢国辉无奈地说。3年来，谢国辉和同伴重复了上百次蛋白提纯的实验过程。
在前两年的时间里，谢国辉每隔一周就要切几十公斤的花菜，他将提取到的细胞核冻存在冰箱里，做实验时就从里面取一部分出来。为此，谢国辉还收获了有趣的外号：花菜杀手。“我本来就不爱吃花菜，这下子彻底不吃了，但是每次和同学一起去聚餐，他们都会点一份干锅花菜放到我面前。”谢国辉回忆起同门聚餐的场景，不禁笑了起来。连续做十七八个小时的实验，对谢国辉来说是常态。
从白天到黑夜，从凌晨到黄昏，他几乎见过了每一个时刻的学校。事实上，做基础研究，在实验中常常会遇到难以克服的事。庆幸的是，谢国辉遇到了好的科研领路人——杜嘉木教授。“在实验设计与实验结果分析方面，杜老师给了我很多的帮助和指导。即使是实验进行不下去的时候，老师也没有给我太大的压力，而是鼓励我先放下课题，调整心态。”谢国辉说道。
在蛋白纯化最不顺利的那段日子里，大概有两周多的时间，谢国辉与胡泓淼都没有去做实验，“我们相互鼓励，重新回看实验记录本，查漏补缺，不断进行探索，同时向导师和同学请教，他们的经验给了我很大的启发。”
在谢国辉看来，他能以一作发表Science论文，除了有运气成分之外，更重要的是做科研一定要有内驱力。“做实验虽然会遇到很多失败的时候，但办法总比困难多，或许正是这股不甘于失败的驱动力，让我能够在漫漫科研路中坚持下来。”谈及未来规划，谢国辉告诉《中国科学报》：“现在的成果使得我再一次坚定了科研信念，更加专注于眼前，希望能够在杜老师的引导下，继续前行。”