近日，北京农学院动物科学技术学院青年教师刘晓晔副教授作为共同第一作者在Cell发表题为《Tissue geometry spatiotemporally drives bacterial infections》的研究论文。该论文通过多学科交叉的创新设计揭示了“组织细胞单层几何结构特性-力信号转导-感染识别”主导的病原菌-宿主互作新模式，提出了以Piezo1介导的力信号转导通路为潜在靶点的抗菌思路和策略，为开发针对多重耐药菌的宿主导向抗菌疗法奠定了基础，具有重要的临床应用前景。刘晓晔参与此项研究近7年时间，谈及此次取得的突破性的科研成果，她表示：“在科研的迷宫中，跨学科合作就像拥有了一盏明灯——它不能直接给出答案，但总能照亮意想不到的路径。”
“当力学遇上微生物学，一场关于‘边界’的奇妙探索”
作为一名青年教师，刘晓晔常常在课堂上告诉学生：“科学最迷人的地方，往往存在于那些被忽视的细节中。”而这次与其博士导师中农大朱奎教授、博后导师北大黄建永研究员、深圳先进研究院黄术强研究员的跨界合作，正是从这样一个“被忽视的细节”——组织细胞边缘的力学微环境出发，意外打开了理解细菌感染的全新视角。
跨学科合作起初充满挑战。在刘晓晔攻读博士阶段时，她在Advanced science期刊上发表了一篇封面文章，初步奠定了细菌细胞感染互作的模式。此后，她来到北京大学工学院继续攻读博士后，基于此前细菌细胞感染互作机制的研究，他们开始猜想是否生物力学因素会影响细菌侵染细胞，而这也成为这场交叉学科碰撞出的第一簇小火苗。
刘晓晔与团队通过研究发现细胞力学微环境中的细胞外基质刚度会调控细菌感染，并且这个感染就在力最大的区域，而无论单细胞还是细胞单层，力最大的区域就是在边界，这是Cell这篇文章形成前的一个现象创新。
团队将该部分研究发现发表在了biomaterials杂志上，但刘晓晔坦言，由于在论文形成上面没有经验，他们在论文中将力学和生物学的两部分研究内容以“五五开”的形式来撰写，导致在审稿的过程中很多专家看不懂，“微生物学家关注病原机制，力学家聚焦力学模型，我们需要不断‘翻译’彼此的语言。”
吸取了经验教训后，他们改变了工作模式，开启了“宿主细胞几何特性驱动细菌时空感染”这个全新的颠覆性的研究。以生物学感染中的“同一个世界，同一个健康”为大背景，以抗感染为主要枝干来开展内容，用力学因素作为枝叶，一点点填充渗透到论文里面来，形成“主干配枝叶”的阐述形式，最终呈现出通俗易懂的论文。
“坚持是科研路上最好的通行证”
“这项成果是所有合作者的集体智慧，特别感谢三位通讯作者的悉心指导。他们让我认识到，永远秉持对科研的热爱与激情，永远胸怀守正创新的理念，才是科研道路上最好的‘通行证’。”刘晓晔始终强调着。
最初在讨论课题的时候，这个“跨界”团队每个月至少开一次讨论会，持续了大概一年的时间，一点点找寻交叉学科研究的结合点。2018-2025年，这项课题研究整整持续了7年，在这期间更有许多的酸甜苦辣。
文章在2023年第一次投稿送审后被拒稿了，三位审稿人中的一位从多方面提出了质疑，但是团队一起开会商讨后决定申诉，在之后便开启了漫长的回复时间，一直到2024年4月，团队在北大集合开展论文回复的文字撰写，装订成册的回复信厚度相当于刘晓晔两篇博士论文的厚度。再次送审后，返回来的时候状态显示的是mini revision，团队放下的心又再次悬了起来。
“在今年2月28日文章返回去的那天，我家二宝突然降生了，一周后我们就得到了这篇文章被接收的答复，大家都调侃我这个娃是福娃。”刘晓晔表示，这项研究的时间虽然漫长，但是这一路走来所学到的知识是终身受益的。
“科研攻关过程教会我的，我传授给学生”
“交叉学科的魅力在于，它让你跳出固有框架，发现全新的逻辑。”刘晓晔积极地将科研成果融入课堂，她提出了“1+1+N”新农科兽医药理学系列课程建设的教学理念，基于产学研一体化兽药课程建设，在原本四门课程基础上，增加了交叉学科课程内容的建设，加强兴农兽医药理学交叉能力，近年来3项教改项目获得了学校支持，并连续两年被学校评为优秀本科教案。
刘晓晔讲授的课程中有一门选修课——“动物临床药理学”十分受欢迎，在课上她会向学生们普及最新的兽药知识，用真实的科研案例开拓学生的眼界。每学期她还会安排学生进行实践分享，为生病的小动物开药方。
“班上70%左右的同学自己家中都在养宠物。”刘晓晔讲到，“我印象最为深刻的分享是有一个同学家里的猫咪生病去宠物医院没有看好，他自己运用课上学到的药理知识治好了，我非常感动。”
在刘晓晔指导的研究生中，有人投身高校教育，有人继续攻读博士。2023年，她带领本科生获得第九届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛三等奖3项，青创北京2023年挑战杯首都大学生课外科技作品竞赛二等奖1项、三等奖1项等……“我很感激在求学的路上一直都有明灯指引我前进，我也想成为别人成长成才道路上的那盏明灯，看到学生的成长，比发论文更有成就感。”
谈及未来科研规划，刘晓晔表示虽然研究的是“边界效应”但科研无边界。她将围绕“落实教育强国建设纲要，推动学校事业高质量发展”主题主线，以“实干创先年”为抓手，大力弘扬科学家精神，不断提升科技创新能力，加强与其他优秀教师、科研平台的合作交流，产出高水平科研成果，潜心研究、实干创先，为加快实现高水平农业科技自立自强贡献智慧和力量。
