轟動中國生物學界的韓春雨:當“網紅”有點累
石家莊氣溫30攝氏度,有些悶熱,略顯陳舊的實驗大樓里沒有電梯,綠色的圍墻很容易讓人聯(lián)想起八十年代的教學樓。這里是河北科技大學的分子藥物學研究室,研究人員高峰和記者們都在等韓春雨的到來,高峰被記者們團團圍住,被問著各種各樣的問題,他的神情略顯羞澀,一邊說一邊無意瞥著實驗室門口。
韓春雨是誰?他是河北科技大學生物科學與工程學院生命科學系副教授,他在基因編輯技術上的最新發(fā)現轟動了中國生物學界,甚至也觸動了世界生物學界。
清華大學醫(yī)學院教授魯白評價說,在一所不太有名的大學,我們自己培養(yǎng)出的科研人員也能做出這樣的成果,能夠和美國的最新技術叫板,是一件了不起的事情。
韓春雨,理學博士,現任河北科技大學生物科學與工程學院生命科學系副教授,碩士研究生導師。2000 年9 月開始攻讀中國協(xié)和醫(yī)科大學/ 中國醫(yī)學科學院博士研究生,師從分子生物學專家、中國科學院院士強勤。
“突然感覺成為網紅了”
深藍色的T恤、綠色的馬甲、休閑褲和運動鞋、背著一個小包、板寸,這一身打扮的韓春雨面帶笑容地走進實驗室,如果不是在實驗室采訪,他可能更會被人們認作是文玩市場的店家。
“平時這里不會有這么多人,忽然一批一批人聚集到這里,這么備受關注,還不太習慣?!表n春雨摘掉包,一邊坐下一邊說。從進入五月開始,“轟炸式”信息打破了他原本安靜的生活。在今年文章獲得發(fā)表之后,韓春雨的郵箱和電話被祝賀和索要研究系統(tǒng)的信息擠爆了,最多的一天接收了近100封郵件,來自世界各地,包括美國、瑞典、法國、德國等等。
“之前的CRISPR-Cas9基因編輯技術已經給了人們一個啟迪,防御系統(tǒng)可能成為基因編輯工具,很多嗅覺靈敏的科學家開始將目光轉向了Ago——一個龐大的蛋白質家族。2014年,有兩篇已發(fā)表的論文分別明確提出了兩種Ago蛋白質在基因編輯方面的可能,這兩篇文章幫我理清了研究Ago的頭緒后,兩個月得出成果。”韓春雨說。
原本韓春雨覺得這項成果也只能引起業(yè)界的廣泛關注,畢竟基因編輯技術的研究過程和原理是非常深奧的科學問題,而且解釋起來很難科普化,讓他沒想到的是,一大波非科研背景媒體在等著他。
“我忽然覺得自己變成網紅了?!表n春雨笑著說。不過他說,這幾天當“網紅”確實有點累了。
第四代基因編輯技術出爐
雖然人類的基因目前已經得到測序,但是卻還有90%以上的基因是“暗物質”,人們不知道它的原理和意義,有了基因編輯工具后,相當于把手術刀送到了細胞中去進行編輯或刪除,這就可以知道某個基因的功能,如果能將這項技術應用到人身上,或許將惠及艾滋、乙肝,以及癌癥等重大人類疾病。
NgAgo的全拼是Natronobacterium gregoryi Argonaute,韓春雨團隊是在格氏嗜鹽堿桿菌中發(fā)現的NgAgo,并通過實驗證明了Ago家族可以切割基因。
目前,世界上最成熟的基因編輯技術是CRISPR-Cas9,Cas家族通過RNA來尋找替換的序列,比之前就有的操作蛋白質的基因編輯技術更方便可用。近幾年內關于Cas的研究層出不窮,優(yōu)缺點盡顯,也成為了科學家們最常用的一種基因編輯技術。
基因組是DNA,而DNA是堿基互補配對的,那么,如何讓蛋白識別基因呢?RNA 上有堿基,可以與細胞內的靶點配對的,就可以將蛋白帶到需要識別的基因上進行剪切,這是Cas9的工作原理。而Ago則不再利用RNA做基因編輯,而使用DNA,因為RNA有可能會形成不規(guī)則線團,所以就不能配對了,而DNA不會這樣。所以在Ago系統(tǒng)中,蛋白整合了ssDNAguide,所以理論上減少了二級結構的干擾。但是不能說Ago技術比Cas技術更精準,這還有待進一步論證。
不過,Ago相比于Cas的確有一個最大的賣點,就是基因組上有好多位點,GC含量特別高,這就導致相應的gRNA二級結構很容易形成,根本無法結合靶點,而gDNA則受影響很小。這也是Ago的優(yōu)勢所在。
不過科學家們在此之前都沒有找到研究Ago的線索,盡管很多科學家已經開始懷疑Ago能夠切割基因,所以韓春雨就是這個第一個找到線索并完成實驗的人。
韓春雨打開了Ago基因編輯技術的大門,之后還有更多的東西等待探索。北京大學生命科學學院院長饒毅評價說,韓春雨的工作對基因編輯技術的推進作用是國際一流的。與現有CRISPR相比,可以看到的優(yōu)點是新技術使用DNA,因而更穩(wěn)定,但還需要更多的研究才能真正比較二者優(yōu)缺點以及適用范圍的異同。此外,韓春雨在條件有限的情況下做出這樣的工作,讓我們更加關注中國廣大科技工作者。
“兩次失敗讓我不能再跟隨”
韓春雨對Crisper-Cas基因編輯技術的研究從2012年開始,直到2014年,這兩年卻成為了他“屢戰(zhàn)屢敗”的兩年,卻也成就了他今天的光輝。
2012年開始,韓春雨帶著他的科研團隊全身心投入到對Crisper-Cas基因編輯技術的研究之中,當時進行的是植物的基因編輯。韓春雨已經成功地實現了用Cas進行植物基因編輯,但是他們想進一步得到更完整的結論,沒有立即成文發(fā)表。就在半年后的某一天早晨,韓春雨在網上看到了與他的研究相似度極高的研究成果,并且已發(fā)表。“我知道,我們白干了?!?p> 在非常沮喪的同時韓春雨也在思考,看來光靠科學的敏感性是不能贏的,如此單純地跟隨別人的研究終究沒有出路。所以他決定要在自己的研究中加入設計。所以,他決定改進Crisper-Cas這個系統(tǒng)。
但是當他的實驗進行到一半的時候,又出現了一篇綜述性文章,其中列舉了幾十種Crisper-Cas改造的可能性?!捌渲械囊环N與我們的方法極其相似,這就給了很多條件比我們實驗室更好的實驗室提示,如果展開同步競爭,輸的可能性更大。我們又可以放棄了?!表n春雨說,“世界上的聰明人真是多啊!”時間轉眼到了2013年年底。
如何解釋這兩次失敗呢?“屢戰(zhàn)屢敗,屢敗屢戰(zhàn)是做科研必備的品質。失敗受挫后會帶來新的力量。”韓春雨說。
副教授能有上下兩層實驗室
由于韓春雨很早就關注基因編輯技術,并從事相關研究,所以,即便他沒有在一線城市的國家級科研院所從事研究,但他依然自信已經站在了科技的前沿。
有人說,科研已經進入了一個扁平化時代,從信息獲取的角度來說,科研是完全平等的,韓春雨完全同意這個觀點。“一根網線撐起半邊天”,世界上所有的科學家能看到的文獻都是相同的,所以,人才是最關鍵的因素。
在采訪的過程中,韓春雨多次提到自我反省,在他看來,自我反省和一套完整的理論體系是他的制勝法寶?!叭绻炎约号囵B(yǎng)成MIT(麻省理工學院)的人才,即使身處HIT依然會很牛?!薄癏IT是什么?”記者問,“河北科技大學呀!”韓春雨笑著說。
但這不妨礙他發(fā)現國際一流基因編輯技術。
當被問到如何看待媒體所說的實驗室條件“艱苦”的問題時,韓春雨笑著環(huán)顧了一下四周說:“有哪個副教授能有上下兩層實驗室?”這套研究室是在他進校時配備的,并非自己投入了資金貸款購買。而媒體中傳說的“飛鴿牌離心機”是他們“眾多”的離心機之一,只是因為沒有壞所以沒扔掉,最好的一臺離心機進入實驗室大約5年時間,是一臺日本日立離心機。離心機是基礎實驗的必備儀器,提取DNA或RNA 都需要,當別人占用別的離心機的時候,就可以用這臺飛鴿離心機做“替補”。
無論是韓春雨還是他的學生高峰都認同一點,實驗設備夠用就行,“我只做我能完成的實驗”,韓春雨說?!叭绻娴挠惺且驗樵O備而無法完成的實驗呢?”記者繼續(xù)追問,“不會發(fā)生這樣的事?!彼蛄艘粋€比方,如果大家同樣買鞋,別人買的是阿瑪尼,他們則買的是國產旅游鞋,能走路是我們追求的共同特性。
不過韓春雨也坦言,高級的設備會提高科研的速度,所以在此次論文發(fā)表之后,他們最擔心的也是別人用更先進的設備跟隨他們的成果進行后續(xù)研究,如果不夠快,就又被比下去了。
在此次成果發(fā)表之后,韓春雨已經向學校申請了新的科研設備,用他的話說,是一堆設備,總價值約300萬,是目前已有實驗設備的2倍還多。“這些設備都是有成果之后才去申請的,這是知識分子的本分,不能空手套白狼,我有我堅守的道德?!?p> 對于沒有出國讀博這件事,韓春雨說,還是那句話,信息時代是扁平的,唯一的影響可能就是英語不如出過國的人好,在寫論文的時候需要“費點勁兒”。
韓春雨說,在這里做科研很好,不用受太多的限制,可以盡情發(fā)揮,如果去到“中”級、“央”級的實驗室可能就會有更多的外界影響。所以,他也拒絕了想請他加入的“條件更好”的實驗室?!拔铱梢园凑兆约旱乃悸纷鲎约旱目蒲?,這就是我所追求的?!?p> (本文由北京科技報社全媒體中心采編制作。原創(chuàng)作品,謝絕轉載。)