从被退稿到抢占“无人区”！蓝藻水华“集体消亡”之谜被破解
清华大学深圳国际研究生院团队联合清华大学环境学院发现蓝藻细胞中存在“铁死亡”机制，揭开水华快速消亡奥秘。该机制包括原发性与继发性铁死亡，通过旁观者效应导致藻华种群崩溃，颠覆传统认识，成果发表于《科学》。
你可能见过那种湖面上铺天盖地的绿色“浮毯”——蓝藻大规模爆发起来，不仅水下生物会窒息，饮用水安全也面临威胁。但有个诡异的现象长期被忽略：有时候，这些水华会在短短几天内突然消失，仿佛被施了魔法一样。这背后到底藏着什么秘密？
清华大学深圳国际研究生院的陶益、王潇雄团队，联合清华大学环境学院胡洪营教授，刚好抓住了这个反常的消亡信号，做了深度观测。他们最终在蓝藻细胞里系统解析出一种叫“铁死亡”的调节性细胞死亡机制，揭开了水华快速消亡的自然奥秘。换句话说，如果能摸清蓝藻是怎么“自杀”的，就可能从源头掐住它的爆发。
这项成果最近直接登上了《科学》（Science）期刊，标题是“铁催化活性脂质过氧化产物触发藻华种群快速死亡”。嗯，听起来很硬核，但背后的故事其实很有意思。
论文第一作者朱寅杰，通讯作者陶益、王潇雄（从左至右）。
拨开迷雾：水华“瞬间崩塌”的真相
要搞清楚藻华&为什么突然消失，团队里的硕士生朱寅杰（后来转为博士）在2024年做实验时，观察到一件怪事：当蓝藻细胞内的活性铁水平超过某个临界值后，细胞膜的损伤会急剧加速，细胞死得比预期快得多。
说到“铁死亡”，这个概念最早来自2012年肿瘤细胞研究，跟环境工程八竿子打不着。但团队复盘数据时发现，有些当初被忽略的指标显示，蓝藻细胞里的氧化应激和铁代谢通路竟然同步激活了。经过反复验证，他们大胆猜测：蓝藻水华的快速消亡，会不会也存在类似“铁死亡”的机制？
为了验证这个猜想，团队直接跑到滇池做了系统的野外监测。结果发现，蓝藻细胞本身富含铁离子和脂质。一旦环境压力增加，铁离子变得异常活跃，就会“点燃”脂质的过氧化链式反应，生成一种铁催化活性脂质过氧化产物。这种产物不老实，会改变细胞膜的结构，直接导致细胞死亡——这叫“原发性铁死亡”。更厉害的是，它还会从细胞膜上脱落，变成“死亡信号”，周围细胞一碰，也跟着死，这就是“继发性铁死亡”。信号一传十、十传百，整个藻华种群就像多米诺骨&牌一样迅速崩溃——科研上叫“旁观者效应”。
过去大家普遍认为是“凋亡”驱动水华崩溃，但这项研究直接碘伏了传统认识。用团队的话说：“如果能操纵这种信号分子，就能师法自然，在早期就摁住藻华的爆发。”这给全球藻华治理打开了新思路。
交叉融合：没有边界，哪来突破？
“这项研究最大的破局点，是学科交叉。”陶益说得直白。不止是因为团队对异常现象的敏感，更得益于不同领域碰撞出的灵感。
在清华SIGS，打破边界是常态。陶益来自环境与生态研究院，长期啃藻华防控和减污降碳的硬骨头；王潇雄来自海洋工程研究院，主攻电过滤水处理。他俩已经合作了十来年。这次研究，陶益负责理解藻华现象、设计概念、挖掘背后机制，王潇雄则从催化工艺角度给出应用设想。加上清华胡洪营教授的思路拓展，以及昆山杜克大学曹焕生助理教授在生物信息学上的支持，整个研究维度一下丰富起来。
学科交叉不只是人凑在一起，更体现在平台和思维的融合。要破解蓝藻“铁死亡”，需要打通生态、环境、生物、物理、材料等多个领域。团队依托SIGS开放共享的平台，用上了流式细胞仪、无标记活细胞显微镜、电子显微镜等高级设备。
四年磨剑：从被退稿到抢占“无人区”
交叉融合带来新路子，但也意味着要闯入“无人区”，面对重重困难。最关键的是，这套研究方法在环境工程领域几乎找不到现成的模板——只能从哺乳动物细胞铁死亡文献里借思路，在原核生物蓝藻上从头搭建。连算法都得自己写，药剂要自己试。
积累了一定成果后，2024年底，团队尝试向环境类期刊投稿。结果等了半年，因为研究的交叉性太强，找不到审稿人，直接被退稿。但团队没泄气，反而把微观的生物学机制拓展到宏观生态学现象解释，把更扎实的成果投向了《科学》。这次，三位审稿人都给出了极高评价，认为这个发现对藻类领域意义重大，研究方法有创新性，还鼓励团队继续深挖。
陶益（第一排左三）与学生在污染河道治理现场。
碧水安澜：把“中国良方”带向世界
“我们做研究的出发点，是解决真问题。”陶益这句话，朱寅杰一直记着。把论文写在祖国大地上，是清华SIGS团队一直以来的追求。
长期在深圳做水环境治理的亲身实践，让陶益团队对复杂水体的生态理解得特别深，也更容易把理论转化成工程方案。二十多年来，团队先后参与了水源保护、污水净化、茅洲河、大沙河、深圳河等河道的治理修复，还有红树林保护、赤潮防治、深圳湾治理规划等一系列硬骨头工作。他们一边守护深圳的绿水青山，一边把“深圳经验”带到滇池、太湖，甚至放眼全球，参与国际大科学计划。
深圳“十五五”规划纲要提出要加快全面绿色转型，清华SIGS团队就是这块的“先锋队”。目前，陶益和王潇雄团队正致力于把研究成果工程化，让“源头清藻”从实验室真正走向广阔的自然水体。这背后，是清华智慧与力量，也是实实在在对绿水青山的守护。
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