樊春海：70后院士橫跨三個領(lǐng)域

陳冰

樊春海是橫跨化學、物理、醫(yī)學多個領(lǐng)域的跨界科學家。

26歲，獲得南京大學生物化學與分子生物學博士。33歲，獲得國家自然科學基金委杰出青年基金的資助。42歲，攜帶團隊發(fā)展了DNA自組裝結(jié)構(gòu)誘導納米尺度精確礦化的新方法，并在Nature發(fā)表，實現(xiàn)了中國研究者在DNA納米技術(shù)領(lǐng)域的首次重大突破。在最近7年里連續(xù)入選“全球高被引科學家”。45歲，當選為中國科學院院士，是目前上海最年輕的院士。

他， 就是上海交通大學化學化工學院王寬誠講席教授、上海交大轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究院執(zhí)行院長樊春海——橫跨化學、物理、醫(yī)學多個領(lǐng)域的跨界科學家。

樊春海現(xiàn)在的辦公室位于上海交通大學轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究中心，簡潔、明亮的辦公室旁邊就是整齊劃一的實驗室，實驗臺上擺滿了各類器材，窗明幾凈下除了黑、白兩色鮮有別的顏色。這一切正好暗合著他為人處世的性格——意志堅定、有條不紊、勇往直前。《新民周刊》對他的訪談，近日在他的辦公室展開。

建立國際上第一個RNA核酸檢測標準

2019年當選為中科院院士的樊春海，一直致力于DNA自組裝、DNA存儲、分子機器等基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，并取得令人矚目的成果。近年來，他開始著重將基礎(chǔ)研究成果向臨床轉(zhuǎn)化，為人類健康謀求福祉。

2020年年初，一場突如其來的新冠肺炎疫情讓全球陷入巨大的恐慌之中。通過核酸檢測快速確認病毒感染者是最有效的手段之一。而和核酸打了20多年交道的樊春海，正是這一技術(shù)的幕后功臣。

2020年春節(jié)剛過，樊春海就協(xié)調(diào)組織了交大和上海計量院的聯(lián)合攻關(guān)團隊，開始夜以繼日地刻苦攻關(guān)，終于攻克了RNA試劑不穩(wěn)定的技術(shù)難關(guān)，經(jīng)過40多天的不懈努力，建立起了國際上第一個RNA核酸檢測標準物質(zhì)。樊春海說，這就好像在天平上的砝碼，需要一目了然的計量標準。這一聯(lián)合攻關(guān)的最新研究成果，由上海計量院向眾多核酸試劑生產(chǎn)企業(yè)及醫(yī)療機構(gòu)免費提供。一共為上海海關(guān)、上海市疾控中心、武漢市疾控中心、瑞金醫(yī)院以及上海之江生物科技公司等100余家單位發(fā)放了1000多瓶新冠檢測RNA標準物質(zhì)。

憑著長期積累和團隊力量，基礎(chǔ)研究成果終于能轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用，關(guān)鍵時刻為國分憂，為民造福，作為一名科研工作者，樊春海備感欣慰。

眼下，樊春海領(lǐng)銜的上海交大轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究院承載著國之重器——轉(zhuǎn)化醫(yī)學國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與運行。他期望通過這個平臺，把核酸檢測新方法更多地轉(zhuǎn)化到臨床，通過這一平臺實現(xiàn)包括傳染病、癌癥等早期檢測等。

目前，體檢中中年以上男性已普遍篩查前列腺癌標志物，然而常用的體檢指標往往難以區(qū)分良性病變和癌變，樊春海則正在探索比常用檢測手段更好的腫瘤標志物做檢測，有望成為新一代前列腺檢查的標志物。目前， 這項關(guān)于前列腺癌早期篩查新方法的研究成果正與仁濟醫(yī)院積極開展臨床試驗。

樊春海深知，從基礎(chǔ)研究到真正醫(yī)學的臨床應(yīng)用之間，有一個巨大的鴻溝，他的最大希冀，就是通過轉(zhuǎn)化醫(yī)學設(shè)施這樣一個國家平臺，來架設(shè)一座橋梁，填平這個鴻溝。

2006年登上過《自然》封面的笑臉， 是用一條具有7000個堿基對的DNA長鏈， 彎曲、折疊出來的。從2006年至今， 已經(jīng)過去了15年時間，科學家們的DNA折紙術(shù)也可以構(gòu)建從一維到二維再到三維的各種納米級形狀，就像3D打印一樣。

DNA折紙術(shù)，DNA的新用法

樊春海另一個重要的基礎(chǔ)研究方向就是DNA折紙術(shù)。

我們都熟悉DNA，知道DNA是生命的編碼，但你可能不知道，它可以像毛衣一樣被編織，像樂高一樣被組裝。這項技術(shù)就叫DNA折紙術(shù)。

與傳統(tǒng)的DNA組裝技術(shù)不同，DNA折紙術(shù)通過將一條長的DNA單鏈與一系列短DNA片段進行堿基互補，就能可控地構(gòu)造出高度復雜的納米圖案或者結(jié)構(gòu)。

2006年，美國科學家保羅·羅特蒙德（PaulRothemund）用一條具有7000個堿基對的DNA長鏈，彎曲、折疊出一個笑臉。樊春海是最早參與DNA折紙術(shù)研究的科學家之一。也是在2006年，他就和上海交通大學的賀林院士團隊基于DNA折紙技術(shù)原理構(gòu)造出一幅中國地圖的圖案，成為這個領(lǐng)域第二個發(fā)表的成果。

現(xiàn)在，科學家們已經(jīng)可以用DNA折紙術(shù)把我們的遺傳物質(zhì)做成各種各樣的形狀，比方說國寶熊貓。樊春海指出，在自然界中，DNA并不僅僅以雙螺旋的形式存在，而是有各種各樣形態(tài)的DNA和RNA核酸，有環(huán)形的，有棒狀的。“我們可以把DNA看作是一根很柔軟的毛線，當它和幾百條短鏈片段碰撞、組裝在一起時，它就像毛線一樣，可以被編織成任意我們想要的形狀。”

DNA折紙術(shù)的命名，在樊春海看來，是一個美麗的誤會。“美國人不了解織毛衣，他認為這是折紙，所以把這項技術(shù)命名為折紙術(shù)。這是一個錯誤的開始，但是它帶來了美麗，帶來了一整個領(lǐng)域的繁榮。”

從2006年至今，已經(jīng)過去了15年時間，科學家們的DNA折紙術(shù)也可以構(gòu)建從一維到二維再到三維的各種納米級形狀，就像3D打印一樣。那么，我們能拿這些形狀來做什么呢？

樊春海指出，在宏觀世界里，人類最有用的材料之一就是框架材料。同樣，在納米世界里，把DNA的AGTC四個字母編碼出一些框架物質(zhì)來，就可以讓一些生物分子，比如說核酸本身、核酸適體、抗體、蛋白質(zhì)、酶等物質(zhì)住進由DNA框架搭建的納米房子里。這就是樊春海提出來的最新定義——把用DNA做成的框架結(jié)構(gòu)稱為框架核酸。