賈釗
和很多人一樣,身高1米9的合成生物學博士生謝澤雄也擔心有朝一日人工智能會威脅到人類。但是,他參與的一項堪稱“再造生命”的研究最近引起世界的矚目。
2017年3月10日,國際頂尖學術期刊《科學》以封面文章發表了人類“編寫生命密碼”所取得的最新突破,其中4篇文章來自中國科學家的貢獻—天津大學、清華大學和深圳華大基因研究院的科研團隊,利用化學物質合成了4條人工設計的釀酒酵母染色體。
這項研究標志著人類從“讀懂生命密碼”的基因組測序階段,飛躍到“編寫生命密碼”的合成染色體階段,向“合成生命”的目標邁進了一大步。27歲的謝澤雄是其中一條染色體的研究者。
“像一只挑戰迷宮的小白鼠”,攻關5號染色體
在這篇有93名合著者的論文中,他是第一作者。這個身材瘦高、性格有些內向的小伙子,坦言自己并沒想到“合成生命”是那么遙遠。但他相信,與人類基因相似的酵母菌的研究,會在工業生產、醫藥研發,特別是治療疾病上具有深遠意義。
他對生命健康科學研究的濃厚興趣,大概是來自兒時的經歷。謝澤雄自小就看到父母受疾病困擾。母親有嚴重的失眠,試過各種藥物但都不起作用。父親家族有一種遺傳病,上了一定歲數聽力就大幅下降,幾近失聰?!吧倭藢@個世界的一種感知,是多么痛苦。”謝澤雄說。他想,基因的研究也許可以解決現在藥物無法攻克的疾病,解除人們的痛苦。
上中學的時候,謝澤雄從課本上了解到2000年中國科學家提前完成國際人類基因組計劃中1%的任務,很激動,也很自豪。但他沒想到,十幾年以后,自己會參與“合成基因組”的研究,并把中國在這個領域推向更前沿的地位。
2012年,謝澤雄加入天津大學合成酵母染色體研究時,剛剛本科畢業。那時他對“合成生物學”沒有概念。這是一個非常具有前瞻性的領域,而且中國與美國等發達國家存在不小的差距。他的導師元英進教授也是花了很長時間才說服國內的專家學者,并申請到863國家科技項目的資金支持。
2012年,天津大學、清華大學和深圳華大基因研究院與美國、英國、法國、新加坡等國家的科研機構共同參與酵母基因組合成國際計劃,目標是對釀酒酵母基因組進行人工設計和化學再造。各國團隊認領染色體研究后,向美國派學生學習,并定期舉行分享會,交流經驗。
有人誤以為合成基因組就是“簡單復制”。“其實更像舊城區改造?!敝x澤雄比喻說,“有些基因需要重新裝修,有些無用無益的基因就需要推倒重來?!?/p>
如果把無用的基因“推倒”,“翻蓋一座新大樓”,那么起初對單個DNA或者基因序列的研究,就好比“做磚塊兒”。這是一項任務繁多且枯燥的基礎工作。很多人加入,體驗了一把后,便不再繼續深入研究。特別是遇到困難,停滯不前的時候,堅持下來的就更少了。5號染色體的研究最后就落在了謝澤雄身上。
而奇跡往往就出現在“堅持一下”的努力中。5號染色體因為之前有現成的設計模板,被寄予很高期望。然而研究進行了一年多,科學家們發現合成的基因組總是出現“失活”現象,卻找不到問題出在哪里。
正是看到了謝澤雄的韌性和毅力,導師元英進選擇讓他留守,繼續攻關5號染色體,其他人轉戰到10號染色體。
那是一段既辛苦又寂寞的時光。從2013年年中開始,謝澤雄前后用了18個月不斷測試,“我就像一只挑戰迷宮的小白鼠,一條路一條路地去試?!?/p>
發現設計錯誤,美國研究者夸贊“了不起”
合成生物學是非常尖端的科學研究。作為后來者的中國科研人員,在參與國際合作項目之初,是缺少自信和勇氣的。因此,謝澤雄一開始就懷疑問題是出在自己身上,后來又懷疑是之前團隊的操作失誤,但是經過反復實驗,都沒有發現問題。
那么,只有一種可能了:設計出現了錯誤。謝澤雄發現,最初利用計算機進行設計時,缺少了一段基因序列,正是這個缺陷導致合成的染色體“失活”。
謝澤雄通過郵件告知美國團隊,但對方開始并不相信他的判斷。直到他們看到修正后的染色體和研究數據時,才確信謝澤雄是正確的。染色體的設計因此得以修改和完善。
后來,被邀請到美國給團隊同學做分享時,謝澤雄明顯感到過去美國研究者眼神里的“懷疑”和“不信任”不見了,取而代之的是老師們的夸贊。
美國哈佛大學遺傳學教授、美國兩院院士喬治·丘奇評價說,在《科學》雜志上發表的美國、中國、英國、法國等研究團隊的7篇論文中,謝澤雄的研究成果堪稱“完美”。
他的成果被分享到其他國家的科研團隊,為目前和未來其他染色體的合成提供借鑒。
謝澤雄的故事也是整個中國團隊參與國際合成基因組合作的縮影。天津大學化工學院教授、博士生導師張衛文說,過去中國研究者就是美國實驗室里打工的“學生”,到后來可以獨立做同樣的研究,再到現在取得突破,為以后的研究做出貢獻,包括謝澤雄在內的中國科研團隊的努力,使中國成為世界上繼美國之后,第二個具有合成真核基因組設計和構建能力的國家。
在《科學》雜志發表論文后,謝澤雄被同學們稱為“三高”(顏值高、智商高、身材高)“男神”。他是天津大學第一個在27歲就在《科學》上發表文章的博士生。如此年輕就獲此殊榮,這在全國也是少有的。
但是,這位“90后”博士仍然十分冷靜?!斑@只是一小步。”他說,設計、構建一條酵母基因組距離“合成生命”還有相當長的路要走,希望有一天自己的研究能有助于攻克疾病。
(本文轉自新華每日電訊)endprint