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“我当时就觉得,他们必然要被我甩到后面……这是哲学”
石家庄看上去并不像一个开创新的生命科学技术的地方,这里的博物馆藏着金缕玉衣和长信宫灯,这里的支柱产业是钢铁和制药业。本地的名药?“青霉素和藿香正气水”,一位出租车司机介绍。
河北科技大学的中校区位于那座博物馆的南面不远,从南门走进去,经过两个球场,一个图书馆,能看到一座外墙上伏着爬山虎的老楼——河北省药用分子化学实验室。那里的三楼和四楼各有一个实验室是韩春雨的。自从5月2日那篇关于新型基因编辑方法的论文在《自然生物技术》杂志上发表以来,这位河北科大的副教授成了“网红”,他所在的大学、城市都因他而时常被人提及。他被邀请去自己的母校协和医科大学举办讲座,成就了那间教室自开放以来从未有过的火热场面,讲座结束后,索要签名的学生几乎把他挤到了女厕所门口。
韩春雨的两个实验室不大不小,刚好能被六七个记者组成的采访群一次性塞满。实验室的陈设有着浓厚的1980年代风格,门口的那块墙皮有点起鼓,用来盛放试剂的透明饮料瓶,还有“飞鸽”牌离心机,都在暗示着这间实验室的经济实力。电脑前处理文件的学生高峰正在是否XX基金支持的表格上画着叉。“这是在申请质粒?”“不,是在上传质粒。”
没有白大褂,实验室里的韩春雨仍然是标志性的军绿钓鱼夹克和圆领T恤,这位生物学家说话慢条斯理,有点儿接近天津腔的石家庄味儿。他42岁,脸上仍有锐气,神情里带着内陆城市青年的那种真诚,当被问及,是否会让儿子从事科研工作,他说,“当然,做科学家,这是最高追求。”
他先解释了拖欠的40万实验材料费只是媒体误读,再向来人介绍自己的实验室,“这是移液枪,这个是国产的,那边那个才是进口的……”被要求拿着移液枪摆拍时,他狡黠一笑:“这(移液枪)其实是我最不擅长的。”直到被问及:你们到底怎么做的?他一下子来了精神,说:这个发现中,科学的故事最有意思,“我觉得这才是对科学家们来讲,最有裨益的。”
在韩春雨口中,那是一个虽然不乏术语,却漫长而精彩的故事。基因編辑技术,是一种能改变活细胞基因结构的技术,在这种技术下,个体的基因组如同Word上的文档,可以被随意地复制、粘贴、更改与修正。自问世以来,这项技术在生命科学的各个领域得到了广泛的应用,也引发了伦理学上最激烈的讨论——人类是否有权力去改变人类的基因,这是不是对自然的一种僭越?
回想起来,自双螺旋结构被破译以来,像编辑文章一样编辑那些A、C、G、T组成的生物体,就成了人类最大胆的梦想之一。在自然界的活细胞中,对基因的编辑并不罕见,我们的免疫系统就能够识别出入侵的病毒,然后派出一种特殊的酶把病毒切成碎片,再把某些碎片整合到自己的系统中,从而刺激自我更好地识别病毒……问题在于,是否能够精准地控制这种操作,使之为我们所用,而且,这种技术最好是廉价的,普通的大学实验室可以支付得起的。
要成为一个基因编辑的工具,最核心的是一把能够定向切割基因的剪刀。目前的主流基因编辑方法叫CRISPR,这个词是“聚集的规律插入间隔回文重复”的缩写。它的核心便是那种“可以对包含任何已知24至48个核苷酸目标物的DNA进行可定位灭除的导向能力”的CRISPR。在楼下那间放着茶具的实验室中,韩春雨提到,他也曾在CRISPR上耗费了半年时间,那是2013年,当时的基因编辑技术几乎是刚刚出现。他在CRISPR上跟风式的尝试大多以失败告终,促成了这样的思考:作为一个设备和规模都不如别人的实验室,自己要不要去跟风?
“我当时就有愿望,想去发现一个新的基因编辑工具。从CRISPR上受到启发,我觉得,在单细胞或者多细胞的简单生物中,他们的免疫系统应该都有一种或者几种可以用作基因编辑的工具(基因剪)。”他找过CRISPR所需的Cas家族,但那些尝试都没成功,“因为那个系统过于复杂了。”
然后,他谈到了这次新发现的功臣——那个名叫Agonaute的蛋白,他亲切地简称那些蛋白为Ago(阿勾)。“我们注意到了阿勾家族,这个家族非常有意思,它能进行基因剪切,人们最为熟知的阿勾是一种跟人类有关的AGO2,它们在RNA沉默复合体中负责剪切。”他说,“我当时看到过另外一篇文章,是用生物信息学方法分析显示,阿勾也有可能作用于DNA。”
2014年2月的一天,他看到《自然》杂志上的一篇论文,文中,荷兰人范德欧斯特证明了,阿勾可以做DNA的剪切。不过,文章中提到的那种阿勾蛋白,必须在70度高温的条件下才能起效,当时大部分人认为,要使用阿勾作为基因编辑工具,只有去改造这种蛋白,让它们在常温状态下起效。![](/img/pic.php?url=http://img1.qikan.com/qkimages/nfrw/nfrw201617/nfrw20161731-1-l.jpg)
韩春雨(中)及其合作者沈啸(左)、高峰(右)
“范德欧斯特是我很敬重的一位前辈,然而,我知道他走错路了。”韩春雨说,“他们关注的那个酶是在70度左右才正常工作,这是经过了漫长的进化才形成的,你想把它转回去(让它们在常温下工作),这是件逆着进化的事情,该有多艰难?我当时就觉得,他们必然要被我甩到后面……这是哲学。”在国内外各大资源丰富的实验室纷纷投入精力去改造阿勾蛋白时,这位在中国非著名高校的普通实验室工作的年轻人,深信着自然界肯定存在一种可以在常温下起效的阿勾。利用范德欧斯特文章中的TtAgo,再加上很好用的免费工具BLAST,他的学生高峰手动地去比对全球最大的公开基因数据库NCBI中的序列,筛除那些只在高温下起效的Ago,他们找到了十几个看上去可用的候选Ago,“有效的有七八个,这次发表的文章只是其中的一个。”
这个关于阿勾的故事听上去简直是不可能完成的任务。“这得益于信息的扁平化”,这位没有海外留学经历,几乎不出席国际学术会议的科学家向我们解释他获取信息的方式:读文献,而且,“要看到文献之外的东西,这是做情报的必须的品质。像间谍、特工,并不是一定要像电影《007》里那种才算,好多就是坐在办公室,看当地的报纸,他们可以看到你看不到的东西。就像二战美国攻打中途岛时,他们买当地的报纸,发现日本海军的一个中将在一个山村正参加一个地方名媛的婚礼,于是他们就知道,这里的日军根本就没有进入一种战备状态……” 2014年,从范德欧斯特的那篇文献中,韩春雨看到了大批同行的无奈,心中升起了希望。“这就如同打台球,对方一杆没进洞,把有利位置让给你了,然后你就一杆全都捅进去了。”回忆自己实验成功的那一天,“大概在2014年5月13、14日的凌晨3点”,那一天他们确认了,那个来自某种格氏嗜盐碱杆菌、名叫NgAgo的阿勾,可以完全符合要求。实验结束后,他欢快地跳过学校半人高的围墙回家,接下去的半天中,他和负责操作的学生高峰都兴奋得没睡着。![](/img/pic.php?url=http://img1.qikan.com/qkimages/nfrw/nfrw201617/nfrw20161731-2-l.jpg)
韩春雨在实验室内。采访间隙,他的电话总是不断,无论多么忙,他都一一回复着,语气缓慢节制礼貌
石家庄看上去并不像一个开创新的生命科学技术的地方,这里的博物馆藏着金缕玉衣和长信宫灯,这里的支柱产业是钢铁和制药业。本地的名药?“青霉素和藿香正气水”,一位出租车司机介绍。
河北科技大学的中校区位于那座博物馆的南面不远,从南门走进去,经过两个球场,一个图书馆,能看到一座外墙上伏着爬山虎的老楼——河北省药用分子化学实验室。那里的三楼和四楼各有一个实验室是韩春雨的。自从5月2日那篇关于新型基因编辑方法的论文在《自然生物技术》杂志上发表以来,这位河北科大的副教授成了“网红”,他所在的大学、城市都因他而时常被人提及。他被邀请去自己的母校协和医科大学举办讲座,成就了那间教室自开放以来从未有过的火热场面,讲座结束后,索要签名的学生几乎把他挤到了女厕所门口。
韩春雨的两个实验室不大不小,刚好能被六七个记者组成的采访群一次性塞满。实验室的陈设有着浓厚的1980年代风格,门口的那块墙皮有点起鼓,用来盛放试剂的透明饮料瓶,还有“飞鸽”牌离心机,都在暗示着这间实验室的经济实力。电脑前处理文件的学生高峰正在是否XX基金支持的表格上画着叉。“这是在申请质粒?”“不,是在上传质粒。”
没有白大褂,实验室里的韩春雨仍然是标志性的军绿钓鱼夹克和圆领T恤,这位生物学家说话慢条斯理,有点儿接近天津腔的石家庄味儿。他42岁,脸上仍有锐气,神情里带着内陆城市青年的那种真诚,当被问及,是否会让儿子从事科研工作,他说,“当然,做科学家,这是最高追求。”
他先解释了拖欠的40万实验材料费只是媒体误读,再向来人介绍自己的实验室,“这是移液枪,这个是国产的,那边那个才是进口的……”被要求拿着移液枪摆拍时,他狡黠一笑:“这(移液枪)其实是我最不擅长的。”直到被问及:你们到底怎么做的?他一下子来了精神,说:这个发现中,科学的故事最有意思,“我觉得这才是对科学家们来讲,最有裨益的。”
剪刀
在韩春雨口中,那是一个虽然不乏术语,却漫长而精彩的故事。基因編辑技术,是一种能改变活细胞基因结构的技术,在这种技术下,个体的基因组如同Word上的文档,可以被随意地复制、粘贴、更改与修正。自问世以来,这项技术在生命科学的各个领域得到了广泛的应用,也引发了伦理学上最激烈的讨论——人类是否有权力去改变人类的基因,这是不是对自然的一种僭越?
回想起来,自双螺旋结构被破译以来,像编辑文章一样编辑那些A、C、G、T组成的生物体,就成了人类最大胆的梦想之一。在自然界的活细胞中,对基因的编辑并不罕见,我们的免疫系统就能够识别出入侵的病毒,然后派出一种特殊的酶把病毒切成碎片,再把某些碎片整合到自己的系统中,从而刺激自我更好地识别病毒……问题在于,是否能够精准地控制这种操作,使之为我们所用,而且,这种技术最好是廉价的,普通的大学实验室可以支付得起的。
要成为一个基因编辑的工具,最核心的是一把能够定向切割基因的剪刀。目前的主流基因编辑方法叫CRISPR,这个词是“聚集的规律插入间隔回文重复”的缩写。它的核心便是那种“可以对包含任何已知24至48个核苷酸目标物的DNA进行可定位灭除的导向能力”的CRISPR。在楼下那间放着茶具的实验室中,韩春雨提到,他也曾在CRISPR上耗费了半年时间,那是2013年,当时的基因编辑技术几乎是刚刚出现。他在CRISPR上跟风式的尝试大多以失败告终,促成了这样的思考:作为一个设备和规模都不如别人的实验室,自己要不要去跟风?
“我当时就有愿望,想去发现一个新的基因编辑工具。从CRISPR上受到启发,我觉得,在单细胞或者多细胞的简单生物中,他们的免疫系统应该都有一种或者几种可以用作基因编辑的工具(基因剪)。”他找过CRISPR所需的Cas家族,但那些尝试都没成功,“因为那个系统过于复杂了。”
然后,他谈到了这次新发现的功臣——那个名叫Agonaute的蛋白,他亲切地简称那些蛋白为Ago(阿勾)。“我们注意到了阿勾家族,这个家族非常有意思,它能进行基因剪切,人们最为熟知的阿勾是一种跟人类有关的AGO2,它们在RNA沉默复合体中负责剪切。”他说,“我当时看到过另外一篇文章,是用生物信息学方法分析显示,阿勾也有可能作用于DNA。”
2014年2月的一天,他看到《自然》杂志上的一篇论文,文中,荷兰人范德欧斯特证明了,阿勾可以做DNA的剪切。不过,文章中提到的那种阿勾蛋白,必须在70度高温的条件下才能起效,当时大部分人认为,要使用阿勾作为基因编辑工具,只有去改造这种蛋白,让它们在常温状态下起效。
![](/img/pic.php?url=http://img1.qikan.com/qkimages/nfrw/nfrw201617/nfrw20161731-1-l.jpg)
“范德欧斯特是我很敬重的一位前辈,然而,我知道他走错路了。”韩春雨说,“他们关注的那个酶是在70度左右才正常工作,这是经过了漫长的进化才形成的,你想把它转回去(让它们在常温下工作),这是件逆着进化的事情,该有多艰难?我当时就觉得,他们必然要被我甩到后面……这是哲学。”在国内外各大资源丰富的实验室纷纷投入精力去改造阿勾蛋白时,这位在中国非著名高校的普通实验室工作的年轻人,深信着自然界肯定存在一种可以在常温下起效的阿勾。利用范德欧斯特文章中的TtAgo,再加上很好用的免费工具BLAST,他的学生高峰手动地去比对全球最大的公开基因数据库NCBI中的序列,筛除那些只在高温下起效的Ago,他们找到了十几个看上去可用的候选Ago,“有效的有七八个,这次发表的文章只是其中的一个。”
团队
这个关于阿勾的故事听上去简直是不可能完成的任务。“这得益于信息的扁平化”,这位没有海外留学经历,几乎不出席国际学术会议的科学家向我们解释他获取信息的方式:读文献,而且,“要看到文献之外的东西,这是做情报的必须的品质。像间谍、特工,并不是一定要像电影《007》里那种才算,好多就是坐在办公室,看当地的报纸,他们可以看到你看不到的东西。就像二战美国攻打中途岛时,他们买当地的报纸,发现日本海军的一个中将在一个山村正参加一个地方名媛的婚礼,于是他们就知道,这里的日军根本就没有进入一种战备状态……” 2014年,从范德欧斯特的那篇文献中,韩春雨看到了大批同行的无奈,心中升起了希望。“这就如同打台球,对方一杆没进洞,把有利位置让给你了,然后你就一杆全都捅进去了。”回忆自己实验成功的那一天,“大概在2014年5月13、14日的凌晨3点”,那一天他们确认了,那个来自某种格氏嗜盐碱杆菌、名叫NgAgo的阿勾,可以完全符合要求。实验结束后,他欢快地跳过学校半人高的围墙回家,接下去的半天中,他和负责操作的学生高峰都兴奋得没睡着。
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