遺傳學(xué)研究離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)(三）
——訪中國(guó)工程院院士、上海交大醫(yī)學(xué)院曾溢滔教授

夏有為

(《實(shí)驗(yàn)室研究與探索》編輯部， 上海 200030)

·校長(zhǎng)·名人訪談·

遺傳學(xué)研究離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)(三）
——訪中國(guó)工程院院士、上海交大醫(yī)學(xué)院曾溢滔教授

夏有為

(《實(shí)驗(yàn)室研究與探索》編輯部， 上海 200030)

曾溢滔院士

文章首先結(jié)合醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的研究介紹了科學(xué)研究要解決的三個(gè)方面的問(wèn)題，指出醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)研究離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)，離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)室。接著提出實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)要有明確的定位和任務(wù)。要注意科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的三個(gè)要素；要以創(chuàng)新思維來(lái)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室。最后提出科學(xué)與藝術(shù)的融合關(guān)系。

實(shí)驗(yàn)； 遺傳學(xué)； 醫(yī)學(xué); 科學(xué)研究； 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

6 需要強(qiáng)調(diào)的兩個(gè)傾向性問(wèn)題

夏：在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與培養(yǎng)人才方面還應(yīng)該注意些什么？

曾：我覺(jué)得有兩個(gè)問(wèn)題值得重視。

6.1 要了解歷史，善于觀察

科學(xué)總是在前人的基礎(chǔ)上繼承和發(fā)揚(yáng)創(chuàng)新的。現(xiàn)在很多年輕人不懂歷史，不看教科書(shū)，只會(huì)對(duì)著電腦查閱近幾年的文獻(xiàn)，那是不行的。要知道這些教科書(shū)，它記載的是前人多少年經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。最近我出席了中國(guó)工程院的一個(gè)婦幼論壇，我在論壇上作了一個(gè)題為《談?wù)勥z傳病》的報(bào)告。就講到在遺傳學(xué)歷史上有幾項(xiàng)具有里程碑意義的工作都是由華人在簡(jiǎn)陋條件下偶然發(fā)現(xiàn)的。通過(guò)介紹這些事例，我強(qiáng)調(diào)在實(shí)踐中不能夠放過(guò)對(duì)任何一個(gè)現(xiàn)象的觀察和分析。

剛才我講的那個(gè)鑒定非洲國(guó)留學(xué)生血紅蛋白病的故事，我們的實(shí)驗(yàn)是這樣做的：病人的血紅蛋白經(jīng)胰酶消化后，進(jìn)行高壓電泳分離，這需要把血紅蛋白消化樣品點(diǎn)加在電泳濾紙上。按照文獻(xiàn)介紹，起碼要重復(fù)點(diǎn)加樣品10多次，但電泳的結(jié)果老分離不開(kāi)來(lái)。那天，讀小學(xué)的女兒曾凡一放學(xué)到實(shí)驗(yàn)室也幫著點(diǎn)樣，一不小心把一滴樣品點(diǎn)在外邊，電泳分離的結(jié)果十分理想，就是她這一點(diǎn)點(diǎn)到外面就把問(wèn)題解決了，你說(shuō)意外嗎？偶然嗎？奧妙就是這么發(fā)現(xiàn)的。什么道理？原來(lái)我們的胰酶消化血紅蛋白的實(shí)驗(yàn)效率非常高，消化樣品如按文獻(xiàn)點(diǎn)加10幾次就太濃太多了，斑點(diǎn)也就無(wú)法分離開(kāi)來(lái)。這個(gè)經(jīng)歷也讓我們深刻體會(huì)到，不要放過(guò)任何一個(gè)偶然的現(xiàn)象，要認(rèn)真觀察，深入分析。

6.2 要重視學(xué)科交叉，培養(yǎng)綜合思維能力

(1) 學(xué)科交叉符合科學(xué)發(fā)展規(guī)律

學(xué)科交叉是什么意思呢？現(xiàn)在我們高校劃分的專業(yè)越來(lái)越細(xì)。過(guò)去理科就是物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)、生物，就是數(shù)理化、天地生。這是按照物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)立的。現(xiàn)在不是按照學(xué)科發(fā)展的規(guī)律來(lái)分，而往往是一個(gè)課題甚至一項(xiàng)任務(wù)就設(shè)一個(gè)專業(yè)，這對(duì)學(xué)科的發(fā)展和學(xué)生的培養(yǎng)，是很不利的。這樣培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生，往往知識(shí)面不廣，基礎(chǔ)不扎實(shí)，就會(huì)鉆到牛角尖上面，看問(wèn)題就不全面。碰到一個(gè)新問(wèn)題，他不能用合理的哲學(xué)的思維方法去解決。好比我們西醫(yī)和中醫(yī)對(duì)診療疾病的區(qū)別，中醫(yī)講究綜合，綜合來(lái)分析這個(gè)病；西醫(yī)不是，他往往是這個(gè)病，我就用這種藥，而不管病人的個(gè)性化差異，比較機(jī)械。

(2) 學(xué)科交叉推動(dòng)學(xué)科建設(shè)

我認(rèn)為，學(xué)科建設(shè)也要重視學(xué)科交叉，我這是從自身的科研經(jīng)歷深刻感受到的。說(shuō)到學(xué)科交叉，就想到關(guān)于我國(guó)高等學(xué)校到底合并好還是不合并好的討論。應(yīng)該說(shuō)，從科學(xué)發(fā)展的規(guī)律來(lái)看，是要合并的。我是從復(fù)旦大學(xué)畢業(yè)出來(lái)的，后來(lái)到醫(yī)院做研究工作，我就深深感覺(jué)到普通大學(xué)應(yīng)該像從前那樣，是綜合型的大學(xué)，生農(nóng)醫(yī)藥、理工人文全部都有，在這樣環(huán)境下培養(yǎng)的學(xué)生，他的思維的方法是客觀的、綜合的，他的思維方式是哲學(xué)的、高深的、全面的。我就很感謝在復(fù)旦大學(xué)念書(shū)那段日子，每天下午四點(diǎn)以后的課外活動(dòng)，什么類型的活動(dòng)都有，而且，每天都有二、三位大師來(lái)做講座，我去聽(tīng)的講座，不是聽(tīng)我的專業(yè)生物學(xué)的，而是去聽(tīng)人文的、歷史的、聽(tīng)地理的、聽(tīng)哲學(xué)的、聽(tīng)金融的。解放前的大學(xué)大多是綜合型大學(xué)，但是解放后學(xué)習(xí)蘇聯(lián)那一套，按照蘇聯(lián)的專業(yè)教育模式，建立不同的學(xué)院。早期成立的學(xué)院還好，如農(nóng)學(xué)院，或者更專門的鋼鐵學(xué)院，那個(gè)時(shí)候?qū)W院里設(shè)立的專業(yè)并不多，現(xiàn)在就分到細(xì)得不得了，工科有四百多個(gè)專業(yè)，那你怎么學(xué)呢？您的知識(shí)面肯定是很狹窄的。我認(rèn)為，學(xué)科建設(shè)一定要注意學(xué)科交叉與綜合，才有利于學(xué)科的發(fā)展，才能培養(yǎng)出有綜合思維能力的人才。

(3) 學(xué)科交叉培養(yǎng)創(chuàng)新人才

以我本人為例，我先是學(xué)農(nóng)學(xué)，然后學(xué)生物學(xué)，再后來(lái)是學(xué)醫(yī)學(xué)生物學(xué)的。我現(xiàn)在承擔(dān)的科研項(xiàng)目，是做轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物的研究。這必須要有農(nóng)牧業(yè)知識(shí)，我才知道怎么養(yǎng)牛，牛怎么飼養(yǎng)，怎樣繁殖？我做的那個(gè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，要求我要有生物學(xué)知識(shí)，我做的轉(zhuǎn)基因制藥是治病的，我必須要知道這個(gè)藥治病的原理，要有醫(yī)學(xué)的知識(shí)、藥學(xué)的知識(shí)。我們的上海醫(yī)學(xué)遺傳研究所(圖6)，就根據(jù)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)學(xué)科的發(fā)展規(guī)律，在分子水平、細(xì)胞水平、個(gè)體水平和發(fā)育等方面設(shè)立了四個(gè)不同的研究室，各在不同方向、不同層面相互交叉。我們研究所承擔(dān)的每個(gè)項(xiàng)目或課題再也不是孤軍作戰(zhàn)，而是由多個(gè)研究室在不同水平上相互交叉、相互配合，協(xié)同攻關(guān)。

圖6 曾溢滔院士與上海交大醫(yī)學(xué)遺傳研究所全體人員

(4) 學(xué)科交叉促進(jìn)科學(xué)研究

夏：學(xué)科交叉對(duì)實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展非常重要。

曾：對(duì)，我剛才從學(xué)科角度來(lái)講，強(qiáng)調(diào)一定要學(xué)科交叉，其實(shí)，科研工作同樣如此。我是做遺傳病基因診斷研究的，遇到有一類遺傳疾病和性別有關(guān)。我們知道，男性有兩個(gè)性染色體X和Y，女性的兩個(gè)性染色體都一樣是XX，當(dāng)女性的一個(gè)X染色體上有缺陷基因時(shí)，如果另一個(gè)X染色體是正常的，她通常不會(huì)出現(xiàn)臨床癥狀；男性就不同，如果X染色體上攜帶疾病基因，就會(huì)發(fā)病。因此我們對(duì)這類胎兒進(jìn)行產(chǎn)前的基因診斷，首先就要鑒定胎兒的性別。我們這項(xiàng)成果公布后，北京農(nóng)學(xué)院胡明信、吳學(xué)清教授夫婦來(lái)找我：“你能診斷胎兒是男是女，你能否診斷出我這頭牛懷孕的是公的還是母的？”那個(gè)時(shí)候國(guó)家大力發(fā)展奶業(yè)，搞菜籃子工程，需要多繁殖母牛。既然這是國(guó)家需要，我就接受了這項(xiàng)任務(wù)，希望應(yīng)用我們掌握的胎兒性別鑒定技術(shù)，把醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)嫁接到農(nóng)牧生物學(xué)上來(lái)，正是這種學(xué)科交叉，不同專業(yè)的密切合作，我們終于克隆出奶牛性別決定基因SRY，并通過(guò)鑒定奶牛胚胎的SRY基因和胚胎移植來(lái)控制奶牛性別，成為當(dāng)年的中國(guó)農(nóng)業(yè)十大新聞之一，先后獲得上海、北京和國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)。

7 勇于探索與創(chuàng)新

夏：曾院士，您在遺傳學(xué)研究上步步深入，取得了一系列的成果，請(qǐng)問(wèn)您是怎樣走上這條科研道路的？

曾：好吧，就簡(jiǎn)單談?wù)勎业难芯康缆贰?/p>

(1) 走進(jìn)生物遺傳學(xué)

我從小喜歡思考和想象，又喜歡動(dòng)手。童年時(shí)的理想是要成為一名農(nóng)學(xué)家。我12歲進(jìn)入廣東中山初級(jí)農(nóng)校，畢業(yè)后考進(jìn)廣東仲愷農(nóng)業(yè)學(xué)校(現(xiàn)仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院)，17歲那年，我從雜志上讀到了華南農(nóng)學(xué)院桑蠶系唐維六教授(圖7)的一篇論文，敬佩之余又覺(jué)得有些觀點(diǎn)值得商榷，就坦誠(chéng)地給他寫(xiě)了一封信。沒(méi)想到幾天后唐教授親自來(lái)找我，我變成了他的特殊學(xué)生，幾乎每個(gè)星期天我都要帶著問(wèn)題去登門求教，唐教授一年多悉心指導(dǎo)我閱讀了大量參考書(shū)籍，打開(kāi)了我的學(xué)科視野。

圖7 曾溢滔院士和恩師唐維六教授(左)在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)場(chǎng)

1956年，就在我中專畢業(yè)前夕，遵照毛主席的雙百方針，高教部和中國(guó)科學(xué)院在青島召開(kāi)了遺傳學(xué)座談會(huì)，我讀到一本《青島遺傳學(xué)座談會(huì)紀(jì)要》，其中談家楨教授(圖8)關(guān)于遺傳物質(zhì)論述的發(fā)言引起了我濃厚的興趣，我覺(jué)得他的發(fā)言很有道理，非常想到復(fù)旦大學(xué)談家楨教授身邊去學(xué)習(xí)遺傳學(xué)，便寫(xiě)信給談家楨教授，談了我對(duì)摩爾根遺傳學(xué)的一些粗淺的看法。想不到很快收到談家楨教授的回信，歡迎我畢業(yè)后報(bào)考復(fù)旦大學(xué)遺傳學(xué)專業(yè)。

圖8 曾溢滔院士和導(dǎo)師談家楨院士(右)討論學(xué)術(shù)問(wèn)題

但是按照當(dāng)時(shí)國(guó)家的規(guī)定，中專畢業(yè)生必須工作三年以后才能報(bào)考大學(xué)。后來(lái)談教授給我校領(lǐng)導(dǎo)寫(xiě)了一封信，并和我另一個(gè)恩師華南農(nóng)學(xué)院唐維六教授共同推薦，我得以破格直接報(bào)考高校。但是那個(gè)時(shí)候大學(xué)是分區(qū)招生的，復(fù)旦限在華東地區(qū)招生，無(wú)法招收廣東考生，為此談教授又和上海市高校招生委員會(huì)多方聯(lián)系，取得了原上海高教局局長(zhǎng)舒文的支持，由上海市高校招生辦公室發(fā)函至廣東省招辦，把我在廣東參加考試的考卷封起來(lái)寄到上海來(lái)批閱。就這樣我考進(jìn)了復(fù)旦大學(xué)生物系。兩位名教授對(duì)于一名素不相識(shí)的中專生的求學(xué)愿望竟如此熱情相助，充分顯示了老師高尚的品格，讓我永遠(yuǎn)銘記在心。

(2) 奠定研究道路

大學(xué)畢業(yè)后我又考取了復(fù)旦大學(xué)遺傳學(xué)研究所劉祖洞教授(圖9)的研究生，攻讀人類與醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)，并在談教授和劉教授的支持與贊同下，將國(guó)際上剛剛興起的血紅蛋白病的生化遺傳研究作為自己的研究生課題。從此奠定了我一生的研究道路。這在當(dāng)時(shí)是一項(xiàng)探索性的工作，復(fù)旦大學(xué)也沒(méi)有這方面的基礎(chǔ)，樣樣都得從頭做起。在我讀研究生第一年的夏天，為了建立血紅蛋白研究室，我利用暑假搞實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。實(shí)驗(yàn)室需要電泳儀，我就從木工間借來(lái)一臺(tái)電鋸，用有機(jī)玻璃自制血紅蛋白電泳槽，但缺少做電極用的鉑金絲，當(dāng)時(shí)正值國(guó)家經(jīng)濟(jì)困難時(shí)期，我正為此而犯愁。沒(méi)想到第二天，在我汗流浹背地鋸磨有機(jī)玻璃時(shí)，談家楨先生笑容滿面地把一根亮晶晶的鉑金絲送到我面前。我記得很清楚，那天天氣格外悶熱，原來(lái)談先生是頂著烈日從家里走到復(fù)旦西北角的設(shè)備科，領(lǐng)了鉑金絲再走五層樓送到遺傳所的。看到他滿頭大汗的樣子，我感動(dòng)不已。一根鉑金絲，現(xiàn)在看來(lái)不足為奇，可我正是用這根鉑金絲制作了第一臺(tái)血紅蛋白電泳儀，鑒定了國(guó)內(nèi)第一例異常血紅蛋白。

圖9 曾溢滔夫婦與劉祖洞教授(中)合影

血紅蛋白研究在實(shí)驗(yàn)室的邊建設(shè)中邊開(kāi)展。我們很快就掌握了淀粉膠電泳、淀粉板電泳和瓊脂電泳方法，攻克了血紅蛋白的肽鏈解離和人/狗血紅蛋白的種間分子雜交技術(shù)，探索用“指紋法”分析血紅蛋白化學(xué)結(jié)構(gòu)。我的科學(xué)研究是從血紅蛋白病研究開(kāi)始的，而讓我確定要為這個(gè)課題奮斗一輩子，是因?yàn)樵趶V州市兒童醫(yī)院遇到一名接受輸血的臉色蒼白的小孩開(kāi)始的。小孩的父母告訴我：他們第一個(gè)孩子死了，第二個(gè)孩子又患上同樣的血紅蛋白病。我當(dāng)時(shí)聽(tīng)了很痛心，一種強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感鞭策著自己要攻下這個(gè)疾病。我和我的妻子黃淑幀教授(圖10)在國(guó)內(nèi)率先攻克了這種疾病的基因診斷和產(chǎn)期診斷，在此基礎(chǔ)上，我們又和自己的團(tuán)隊(duì)先后攻克了地中海貧血、杜氏肌萎縮癥、苯丙酮尿癥、血友病和亨廷頓氏舞蹈病等主要遺傳病的基因診斷和產(chǎn)前診斷。

圖10 曾溢滔院士和夫人黃淑幀教授在研究科研資料

我的科研工作從血紅蛋白的化學(xué)結(jié)構(gòu)分析到基因診斷，再到基因調(diào)控和基因治療，30多年來(lái)，我和我的妻子在這方面取得了一系列研究成果。一個(gè)個(gè)健康活潑的孩子在有血紅蛋白病家族史的家庭中誕生、成長(zhǎng)。孩子的父母給小孩的名字為“謝上海”、“向上海”。

(3) 創(chuàng)新永無(wú)止境

夏：曾院士，你們?cè)趯?shí)驗(yàn)中也有過(guò)失敗情況吧，您是怎么看待的？

曾：當(dāng)然有過(guò)，實(shí)踐告訴我們，成功的背后總有無(wú)數(shù)次失敗。在研究奶牛胚胎性別鑒定和性別控制技術(shù)時(shí)，我和研究所的同仁前后花了整整7年，進(jìn)行了上萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)，技術(shù)路線一次次創(chuàng)新，最后才贏得勝利。當(dāng)實(shí)驗(yàn)陷入困境，是退還是進(jìn)? 強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感使我本能地意識(shí)到：科學(xué)研究本來(lái)就是一條充滿荊棘的路，唯有創(chuàng)新才有出路，唯有實(shí)踐才能把幻想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

創(chuàng)新是無(wú)止境的。以基因工程為核心的生物技術(shù)的進(jìn)展，使我意識(shí)到：通過(guò)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的奶汁來(lái)生產(chǎn)藥物是一種嶄新的制藥模式。這是國(guó)家的需要，具有深遠(yuǎn)的意義和無(wú)限廣闊的前景。于是，我又給研究所制定了一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究規(guī)劃。為此，我們先在奉賢縣奉新鎮(zhèn)建起了動(dòng)物試驗(yàn)場(chǎng)，組建科研隊(duì)伍，讓遠(yuǎn)在美國(guó)從事另一項(xiàng)國(guó)際合作項(xiàng)目的妻子黃淑幀也回到研究所，參加技術(shù)攻關(guān)，專門負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的技術(shù)研究。她帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)，分析了經(jīng)典的轉(zhuǎn)基因技術(shù)路線上的缺陷，綜合運(yùn)用生物學(xué)和胚胎工程、生殖工程等生物高新技術(shù)，建立了一條創(chuàng)新的轉(zhuǎn)基因技術(shù)路線。1998年，中國(guó)首頭轉(zhuǎn)基因羊“咩咩”墜地(圖11)。這項(xiàng)研究的成功，邁出了構(gòu)建“動(dòng)物藥廠”極其可喜的一步，其創(chuàng)新技術(shù)路線被列入1998年“中國(guó)十大科技進(jìn)展”。轉(zhuǎn)基因羊的研究成功，把我們推到國(guó)際轉(zhuǎn)基因生物工程的起跑線上，高度的社會(huì)責(zé)任感和強(qiáng)烈的民族振興感，使我們不能有絲毫懈怠。考慮到牛的產(chǎn)乳量幾乎是羊的20倍，我們又連續(xù)地進(jìn)行了轉(zhuǎn)基因牛的研究。1999年，帶有人血清白蛋白基因的轉(zhuǎn)基因試管牛“滔滔”也在奉新牧場(chǎng)降生了(圖12)，這項(xiàng)成果被列入了當(dāng)年的“中國(guó)十大科技進(jìn)展”和“中國(guó)十大基礎(chǔ)科學(xué)研究新聞”之榜首。在研究所成立30周年的紀(jì)念會(huì)上，我作了題為“從血紅蛋白到白蛋白”的學(xué)術(shù)報(bào)告，回顧了我在科研道路上不斷探索和敢于創(chuàng)新的經(jīng)歷。

圖11 曾溢滔手抱轉(zhuǎn)基因山羊

圖12 曾溢滔夫婦與轉(zhuǎn)基因試管牛

(未完待續(xù))

Genetics Research Depending on Experiment(3)——Interview with Academician of CAE,Prof. ZENG Yi-tao

XIAYou-wei

(Editorial Department of Research and Exploration in Laboratory, Shanghai 200030, China)

First of all, Prof. ZENG introduced the three basic issues of science research, which must be combined in genetics research, he pointed out that human genetics can hardly do without experiment, and can’t leave laboratory. He raised that laboratory construction must have clear positioning and tasks, people must pay attention to the three elements of the experiment design, and people should take innovation thinking to recreate laboratory. At last, Prof. ZENG put forward a fusion relationship between science and arts.

Experiment; genetics; medicine; science research; laboratory construction

2014-10-12

夏有為(1933-)，男，江蘇徐州人，教授，主編，在上海交大長(zhǎng)期從事工程力學(xué)教學(xué)、科研和實(shí)驗(yàn)室工作，曾任實(shí)驗(yàn)室主任、實(shí)驗(yàn)室處處長(zhǎng)，享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼，曾獲國(guó)家級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，主編出版著作8部，國(guó)內(nèi)外發(fā)表論文80余篇。

G 64.0

A

1006-7167(2016)04-0001-04

編者按：中國(guó)工程院院士、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院曾溢滔教授長(zhǎng)期致力于人類遺傳疾病的防治以及分子胚胎學(xué)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究，為我國(guó)基因診斷研究和胚胎工程技術(shù)的主要開(kāi)拓者之一。他長(zhǎng)期在實(shí)驗(yàn)室里開(kāi)拓創(chuàng)新，取得了卓越的成就。本刊主編夏有為教授專程采訪了曾溢滔院士，請(qǐng)他結(jié)合自己親身的經(jīng)歷談?wù)剬?duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的看法，他的觀點(diǎn)鮮明，經(jīng)驗(yàn)豐富，很有啟迪性和指導(dǎo)性。現(xiàn)整理發(fā)表，以饗讀者。