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昨天,合成生物學(xué)界出了件大事: 中國科學(xué)家獨立搞出了一種新的酵母! 這被認為是繼上世紀60年代 中國人工合成牛胰島素和tRNA之后, 中國在合成生物學(xué)領(lǐng)域的又一個重要貢獻。 覃重軍(左一)研究團隊在一起學(xué)習(xí)交流 (一) 北京時間8月2日凌晨1時 英國《自然》雜志在線發(fā)表 中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心/ 植物生理生態(tài)研究所合成生物學(xué)重點實驗室 覃重軍研究團隊與合作者的論文 “創(chuàng)建有功能的單染色體酵母”。 歷經(jīng)4年努力攻關(guān),他們在國際上 首次人工創(chuàng)建了單條染色體的真核細胞。 這項工作完全由中國科學(xué)家獨立完成,是在 “人造生命”領(lǐng)域具有里程碑意義的重大突破。 生物學(xué)教科書中,將自然界存在的生命體, 分為真核生物和原核生物。 所有真核生物細胞含有的染色體有多條, 且都是線型結(jié)構(gòu),如人類、小鼠、 釀酒酵母等都是真核生物。 而原核生物細胞含有的染色體 通常只有一條,且是環(huán)型結(jié)構(gòu), 如大腸桿菌、破傷風(fēng)菌等許多細菌。 在這之前,自然界從沒發(fā)現(xiàn)過 一條染色體的真核生物。 人類能否創(chuàng)造生命? 2010年,《科學(xué)》雜志曾報道, 美國科學(xué)家做出世界首個“人造生命”: 與天然染色體序列幾乎相同的原核生物支原體, 但由于科學(xué)家對其生命密碼沒有完全掌握, 并未對其進行任何改造,只是單純地復(fù)制。 此次,覃重軍團隊 把釀酒酵母細胞里原本天然的16條染色體, 人工融合成單條染色體,且仍具有正常的細胞功能。 既改變了染色體的結(jié)構(gòu),又仍保有生命的“活性”, 人工蛻變出一個全新細胞。 該項工作表明,天然復(fù)雜的 生命體系也可通過“人造”變簡約, 自然生命的界限可以被人為打破, 甚至可以人工創(chuàng)造全新的自然界不存在的生命, 為人類對生命本質(zhì)的研究開辟新的方向。 為什么選擇釀酒酵母? 作為1996年第一個完成基因組測序的 真核生物,釀酒酵母是日常發(fā)酵中最常用的 生物種類,不僅用于制作面包、啤酒等, 還是用于生命科學(xué)研究的代表性真核生物。 值得一提的是, 釀酒酵母通常還是研究染色體異常的重要模型, 其1/3基因和具有23對染色體的人類基因同源。 覃重軍團隊創(chuàng)建的單條線型染色體酵母 將來或為眾多研究課題提供模型。同時, 它還可以為研究人類端粒功能及細胞衰老提供模型。 此次,覃重軍研究團隊 在 “合并染色體”的國際競爭中拔得頭籌。 連他最強勁的競爭對手——美國科學(xué)院院士、 紐約朗格尼醫(yī)學(xué)中心的杰夫·博伊克, 都忍不住來問他,究竟是怎么會想到要這么做, 又是怎樣完成染色體 “十六合一”的? 因為博伊克的實驗室用了相同的技術(shù)路線, 但只融合到兩條染色體。 “這是只有外行才敢想的念頭, 一開始沒多少人覺得我能做出來?!?/strong> 覃重軍非常感謝植生所給了他寬松的氛圍, 支撐他度過了最艱難的時光, “整整五年,我沒有發(fā)表一篇與酵母相關(guān)的論文, 換在別的單位,或許早就讓卷鋪蓋走人了。” (二) 研究結(jié)果出來后, 多名國際同行都向覃重軍發(fā)出了合作邀請, 希望能盡快將這種酵母進行產(chǎn)業(yè)化。 可覃重軍覺得,他身上還肩負著更重要的使命, 他想用這種酵母,開展人類疾病的研究。 位于染色體兩頭的端粒是他的下一個目標(biāo)。 科學(xué)家已經(jīng)知道,人類的衰老、基因突變、 腫瘤形成等都與端粒的縮短密不可分, 當(dāng)端粒變得不能再短時,細胞就會死亡。 關(guān)于端粒的研究獲得了2009年的諾貝爾獎。 覃重軍(右)與團隊成員邵洋洋在實驗室進行試驗研究 但是,覃重軍在媒體面前 也流露出內(nèi)心焦慮:論文的第一作者、 掌握了自己學(xué)術(shù)思想和實驗關(guān)鍵技術(shù)的 博士生邵洋洋正在申請海外博士后, 其中就包括此次與他們同時發(fā)表 類似論文的美國同行實驗室。 寬松而有活力的“學(xué)術(shù)土壤” 在國內(nèi)盡管還不多, 但越來越多的 “星星之火”已經(jīng)出現(xiàn)。 不必遠尋,就在生命科學(xué)領(lǐng)域, 上海就有多個研究所具備了 專注學(xué)術(shù)、寬容失敗、奮力創(chuàng)新科研氛圍, 而且具備了國際一流的研究實力。 照理說,這樣的研究所 對優(yōu)秀博士畢業(yè)生應(yīng)該具有相當(dāng)吸引力。 但邵洋洋斟酌再三,還是決定申請海外博士后。 的確,以此次單染色體人工酵母的工作, 她可以申請到全球合成生物學(xué)領(lǐng)域 任何一個頂尖實驗室。 去那些實驗室接受訓(xùn)練和熏陶, 這是每個年輕博士所向往的。 “為了學(xué)生的前途考慮,我希望她出國, 但為國家考慮,我真希望能留住她?!?/strong> 覃重軍無奈地說, 按照國內(nèi)學(xué)術(shù)圈現(xiàn)行的 “游戲規(guī)則”, 年輕人若在國外實驗室做出好的工作再回國, 就能比不出國的青年科學(xué)家 獲得更多科研經(jīng)費支持和房貼, 申請人才計劃、科研項目都更有優(yōu)勢。 “可我又有什么理由 阻止她出國做博士后呢? 盡管我的研究組人手十分緊張, 她走之后,很多后續(xù)工作可能難以開展?!?/p> 盡管植生所的 “小環(huán)境”不錯, 但從整個科研大環(huán)境來看, “海歸”標(biāo)簽依然在科研經(jīng)費獲取、 人才評價等方面起著重要作用。 這讓覃重軍如鯁在喉。 能否根據(jù) 真實學(xué)術(shù)水平和實際科研貢獻, 給予海內(nèi)外青年人才同等待遇? 這個話題再次擺在了我們面前。 不久之前, 中國科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所 博士后劉真受聘為研究組長, 他也曾為是否出國做博士后而糾結(jié)過。 盡管他留在國內(nèi)并做出了 世界首批克隆猴這樣的杰出工作, 但在科研啟動期所獲得的資助 仍比不上 “海歸”們。 “一個優(yōu)秀博士生的流失, 不僅意味著一段黃金創(chuàng)造力的流失, 也可能將國內(nèi)實驗室的 創(chuàng)新科研思路帶給競爭對手。” 痛心之余,覃重軍疾呼,能否更公平地 對待不同路徑成長起來的人才, 適時轉(zhuǎn)變?nèi)瞬旁u價方式,讓優(yōu)秀博士生 不必為了“海歸”標(biāo)簽而出國。 文/科協(xié)改革進行時 編輯整理 |
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