在中国做一流的研究
2006-12-16王烨捷
王烨捷
去年8月,世界一流的生命科学杂志——美国《细胞》杂志(《Cell》杂志)的封面吸引了海内外众多专家、学者以及科学爱好者们的注意:几只转基因小鼠在漆黑的实验室里闪闪发光,红色泛蓝的荧光毛皮使它和制造它的中国科研人员一起登上了国际顶级生命科学杂志的封面。
复旦大学发育生物学研究所的科研人员将一种源于飞蛾的PB(PiggyBac)转座子(Transposon)用于小鼠和人类细胞的基因功能研究,在世界上首创了一个高效实用的哺乳动物转座因子系统,为大规模研究哺乳动物基因功能提供了崭新途径。相关技术已申请国际专利。他们的科研成果入选“2005中国高校科技十大进展”,和这一成果同样引人注目的是其国际领先的研究方法和一流的科研团队。
周日,复旦大学逸夫科技楼里只有几个往来于电梯间的学生。电梯统一都在五楼停下。那里便是复旦大学发育生物学研究所(下称研究所)。
在一间四处堆放着杂乱资料的办公室里,五六台电脑并列放在一条长长的桌子上,二三个学生模样的人正专心致志地做着各自的事,浑然没有察觉记者的到来。这里就是吴晓晖的办公室。
多少针锋相对的学术讨论、多少大相径庭的发展方案、多少你来我往的试验分析、多少……就是在这里,一群有着崇高科学理想的年轻人,向世界宣告:中国人在中国一样可以做出世界一流的工作。
世界基因技术研究领域的重大突破
1953年,DNA的双螺旋结构的发现,标志着分子生物学的诞生。随着分子生物学的发达,人们已经有能力了解整个基因组的的顺序。过去十多年来,已经有几十种生物的基因组测序得到了完成。通过遗传筛选人们已对多种低等生物的基因功能有了大规模了解。但是,如何大规模快速地了解高等生物基因的功能仍是一个艰巨的任务。
要解读DNA这本包罗生老病死等浩瀚奥秘的“天书”,必须寻找到一种工具,能够大规模高效制造基因突变和培育转基因动物。传统的单个基因研究的方法极其缓慢,已难以适应快速发展的基因组学的研究。如今,这个“神奇的工具”被中国的科学家们发现了……
自从上世纪40年代Barbara McClintock首先在玉米中发现转座子以来,科学家在半个多世纪里一直寻找着能在哺乳动物中高效作用的转座子。发育研究所的科学家们在多次尝试失败以后,终于成功地“移花接木”,将一个源于飞蛾的 piggyBac转座子用于哺乳动物。PiggyBac在基因组中的切出和转座的发生有特定的位点序列,转座频率较高,且受生物体种类的限制较少。
他们发现,若将改造后的PB转座因子插入小鼠受精卵的某个基因中,便可能在长大后的小鼠身上显现基因缺陷的后果,从而着手了解基因功能。通过找寻疾病缺陷相关基因,将可以了解疾病机理,发现新的基因治疗手段和药物。此外,若将携带独特遗传特性基因的PB转座因子插入动物基因组中,还能改变动物原先的遗传性状,培育转基因动物。同时,PB转座因子可在人类等哺乳动物的细胞株中高效导入基因并稳定表达,为体细胞遗传学研究和基因表达提供一个高效、便捷的新系统。
较之传统的基因剔除和化学诱变等方法,基于PB转座因子的基因功能研究新方法具有方便、快捷、实用的优点。使用传统基因剔除方法,2个人一年内通常只能培育出2个基因突变小鼠。化学诱变法中突变基因的定位等后续研究工作也很烦琐。因此30多年来,人类仅对约10%的哺乳动物基因功能有所了解。而如今研究所的2个研究生在三个月内就培养出了70多个基因突变的小鼠。
一流的工作需要一流的人才
2005年8月12日的《细胞》杂志上,文章《哺乳动物的基因突变和转基因技术的新方法》的第一作者为复旦大学生命科学系的三年级研究生、现年26岁的丁。两年前,丁从复旦大学本科直研进入研究所从事研究工作。“哺乳动物的基因突变和转基因技术的新方法”立项研究是在四年前,确切的说,是在8年前许田与吴晓晖在耶鲁大学相识时便开始有了初步的研究设想。
1997年,复旦大学选派赴美深造的吴晓晖在耶鲁大学遇到了许田教授,两人在学术观点、研究方向等方面达成共识。在后来四年的研究中,许田和吴晓晖,这两个相差十岁的师徒渐渐成了朋友。从哺乳动物下手进行研究的想法也是在那时形成的。
然而,吴晓晖为了圆父亲一个“在中国做一流的研究”的愿望,毅然于2000年回到上海,其妻也随后辞去美国的工作回国。父亲的愿望得到了实现。一群与他一样有着“在中国做一流的研究”的理想的青年与许田等资深学者一起走进了祖国的实验室。
2002年2月,在复旦大学的支持和谈家桢先生的倡导下,复旦大学发育生物学基地正式展开工作。同时在上海市科委和国家自然基金委的支持下,基地内设立了上海复旦模式生物研究中心。基地是由美国休斯医学研究院(HHMI)研究员、耶鲁大学终身教授许田博士,休斯医学研究院研究员、科罗拉多大学终身教授韩珉博士,杜克大学终身教授庄原博士与吴晓晖等国内年轻学者共同创建的。
那么,两位学者为什么会决定由一个加入研究工作才两年的研究生担任第一作者呢?许田笑着说:“谁在研究中具体工作做得最多,谁就是第一作者,这是科学界的常识。为了培养学生独立研究工作的能力,我们每个学生都有属于他或她的完整课题。课题研究工作完成后,该学生就是论文的第一作者。”
研究所倡导科学面前人人平等,“平等”这个词许田说了不止一次。吴晓晖告诉记者:“他一来就不允许学生叫他许教授、许博士之类的,要直呼其名他才高兴。”许田向记者坦言,“学术平等”的观念是学术研究最根本的准则,他说:“真理就是真理,是不容置疑的。只要讲的有道理,我都会听。”
除了“平等”的学术观念,他对研究人员的要求还有自信,“研究所建立伊始,许多学生都没信心。觉得我们在中国做不出一流的研究工作,那段磨合期我们走得相当艰难。”四年下来,许田认为团队的凝聚力及信心增强了不少,“晚上十点以后,你在复旦校园走走,如果看到有实验室灯还亮着,那一定是我们这里。”
世界最好的生物学研究基地之一
一流的人才不会是“天下掉下的馅饼”,正好落在中国、落在复旦,如何让研究所拥有一流的人才?方法之一是用一流的学术环境、先进的设备、优厚的待遇来吸引人才。这在当时,对于2002年才开展工作的发育生物学研究基地(2004年更名为发育生物学研究所)并不可行。方法之二是用前沿创新的课题、科学的管理、严谨的治学来自己培养一流人才。由于无法吸引已经培养好的一流人才,研究所走的是一条自力更生的道路。吴晓晖、丁正是研究所自己培养出的一流人才的代表。
许田骄傲地说,“我们的学生和青年教师,个个满怀理想,个个都是精英。”
“成立之初,我们算不上一流的研究室。现在,我们这个研究方向已处于世界领先。”说到研究所现在在世界上的学术地位,许田很自豪。据许田透露,已有多名国外知名院校的博士生申请到研究所来做博士后,还有多位耶鲁等大学的教授和美国科学院院士要求来这里参与几个月到一年的研究工作。
许田、吴晓晖以及他们的团队正在向世界证明,“在中国做一流的研究”不是遥不可及的梦想。虽然还有很多问题,但我们没有理由妄自菲薄,一味悲观的论调是站不住脚的。在属于中国的新世纪里,中国的科学家们将会取得越来越多的原创性成果。