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新时代奋斗者|实现“人造生命”里程碑式突破

来源:网络整理 2019-06-11 次浏览

“五年来,为了科学事业,我把青春静静地奉献在华农大这片土地上,辛勤劳动的汗水凝聚在眼前近1300页的实验记录中,这其中的失败何止百次……对我而言,科学是一条无穷无尽的探索之路,也许一生都会这样干下去。”

这段话覃重军写在1992年自己博士论文的后记结尾处,这份初心在20多年后的今天,还在驱动着他继续探索之路。

新时代奋斗者|实现“人造生命”里程碑式突破

覃重军在观察单染色体酵母的生长情况。  杨正行 图

覃重军是中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所研究员,同时也是中国科学院合成生物学重点实验室主任。他主要从事合成微生物、药物生物制造、放线菌分子遗传学等方面的研究,在国内外发表论文80余篇,包括Nature、Nature Protocol、Nucleic Acids Research、Cell Research等国际重要刊物,申请或授权专利10多项。

时间回到2018年8月2日,国际顶级学术期刊《自然》杂志颇为罕见地同时刊发了同一“选题”的两篇科研成果:一篇出自人工合成领域“老将”、美国科学院院士、纽约大学医学院教授杰夫·博克团队;一篇来自中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所合成生物学重点实验室覃重军研究团队及其合作者。

新时代奋斗者|实现“人造生命”里程碑式突破

覃重军的实验思路笔记。  杨正行 图

两个成果提及的实验和分析各有千秋,但从结果来看,前者只做到“16合2”,而覃重军用基因编辑的方法,将酿酒酵母中16条天然染色体合成为1条,创建出了国际首例人造单染色体真核细胞,实现“人造生命”里程碑式的重大突破。

事实上,在论文投稿后,审稿人曾“百般刁难”。他们根本不相信中国科学家能将16条染色体合成为1条,比覃重军团队早两个月投稿的美国科学家杰夫·博克团队只能将16条染色体合成为2条,穷尽努力也没能“合二为一”。

杰夫·博克团队和哈佛大学等权威审稿人最初甚至认为,从理论上推论两条是最佳,也是唯一的选择。因此,审稿人要求覃重军研究组完整重复几乎所有的实验,并补充大量的额外实验。

面对困境,覃重军选择迎难而上,“与时间赛跑”。覃重军说,研究组成员和合作者耐心地重复了整个实验,并进一步提升了实验效率,整个实验周期从6个月缩减到3个月,未来有望进一步缩短。

最终,该研究成果被Nature、Cell等杂志发表专文高度评价、被F1000prime推荐等,认为“这篇文章代表了染色体核型工程的一个真正的里程碑”。

覃重军在国际上首次人工创建了自然界不存在的简约化的生命——仅含单条染色体的真核细胞,这是继上世纪六十年代人工合成结晶牛胰岛素和tRNA之后,中国学者再一次利用合成科学策略,去回答生命科学领域的重大的基础问题,为人类对生命本质的研究开辟了新方向。

新时代奋斗者|实现“人造生命”里程碑式突破

覃重军的实验手稿及经常阅读的书籍。  杨正行 图

早在1993年的一份手稿中,覃重军就为自己明确了未来的目标,要在“重大基础研究、原创技术、产业化、解决人类疾病、新理论”五个方面作出突破和贡献。在早年写给妻子方萍的信件中,他写道:“早在大学做完毕业论文时,我就初步确立了在科学道路上的理想,积极参与‘科学革命’,做新的科学时代新的领域的开拓者。”

博士毕业后不久,覃重军于1995年在美国斯坦福大学基因工程创始人之一Stanley N. Cohen教授实验室攻读博士后。用他的话来说:“即使不能实现理想,也要看看做出跨时代创举的人,他们是怎么工作的。”

覃重军办公室里挂着巴斯德和达尔文的照片。这两位伟人也是他的科研标杆。

“这两位伟大的科学家能不断作出重要的发现,一定是有秘诀的。”他说,论文在《科学》杂志发表后,自己接受了大量的采访,出席了很多活动,科研时间也相应减少,但是如果自己的经验能够帮助从事科研的年轻人,对他们有所启发,那就是值得的。

“过去了就过去了”,覃重军对此前的成果看得很淡,他说还只是实现了自己理想的前两个小目标,“后面还有三个更厉害的在等着我。”

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