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黃志偉: 給基因編輯系統(tǒng)裝上“安全閥”
“做科研,不時(shí)有新的發(fā)現(xiàn),而我們是世界上第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的人,這很酷。”
黃志偉(右二)檢查團(tuán)隊(duì)成員的實(shí)驗(yàn)筆記,指導(dǎo)他們開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。
黃志偉(右二)檢查團(tuán)隊(duì)成員的實(shí)驗(yàn)筆記,指導(dǎo)他們開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。
黃志偉(前)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員一起查看實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
人物名片
黃志偉,生于1979年5月,系哈爾濱工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院院長(zhǎng)。他長(zhǎng)期從事免疫與感染疾病方向的基礎(chǔ)研究,包括艾滋病病毒與人的蛋白復(fù)合物結(jié)構(gòu)與功能研究、細(xì)菌適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的分子機(jī)制等。
“7-11”——所有認(rèn)識(shí)黃志偉的人都知道,多少年來(lái),他都堅(jiān)持著這樣的生活,即從早7點(diǎn)工作到晚11點(diǎn)。
即便忙到“7-11”的程度,這位哈爾濱工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授還是覺(jué)得“時(shí)間不夠用”。“快節(jié)奏”是同事和學(xué)生對(duì)這位教授一致的印象。不久前,在《自然》上發(fā)表論文的喜訊,也沒(méi)讓他慢下來(lái)。
“第一個(gè)問(wèn)題是什么?”這不,還不等記者發(fā)問(wèn),他已經(jīng)要開(kāi)始“搶答”了。
這是個(gè)跨界“玩家”
在黃志偉團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)室的桌子上,堆滿(mǎn)了幾十本《自然》《科學(xué)》《細(xì)胞》雜志,黃志偉堅(jiān)持每天抽時(shí)間看文獻(xiàn),國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)雜志更是每期必看。
這位“7-11”教授,本科讀的是化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)。大學(xué)老師的一句“你對(duì)有機(jī)化學(xué)感興趣,對(duì)生命化學(xué)會(huì)更感興趣”,讓他敲開(kāi)了生物的門(mén)。本科期間,黃志偉便開(kāi)始自學(xué)細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物學(xué)等相關(guān)知識(shí)。研究生和博士后階段又先后從事生命科學(xué)的結(jié)構(gòu)與功能、免疫與感染方向研究。
“越強(qiáng)調(diào)應(yīng)用,科研越做不下去,做科研不能太功利。”黃志偉及其團(tuán)隊(duì)從事的是基礎(chǔ)研究,或許就源自他對(duì)生命科學(xué)的純粹。
2014年1月,黃志偉團(tuán)隊(duì)揭示了艾滋病病毒毒力因子(Vif)結(jié)構(gòu),所寫(xiě)論文《艾滋病病毒Vif“劫持”人CBF-β和CUL5 E3 連接酶復(fù)合物的分子機(jī)制》在線(xiàn)發(fā)表于《自然》。
知己知彼,百戰(zhàn)不殆。在黃志偉看來(lái),要想殲滅“敵人”——艾滋病病毒,首先要摸清它的“底細(xì)”。
該項(xiàng)研究闡明了Vif如何“劫持”免疫細(xì)胞的分子機(jī)制,為研制抗艾滋病藥物提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。“該成果發(fā)表后,很多艾滋病患者打電話(huà)來(lái)詢(xún)問(wèn),像抓到了救命稻草。”黃志偉回憶道。
而這一年,距他從零開(kāi)始,組建哈工大結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)與天然免疫信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)研究室,還不足兩年。
耳邊傳來(lái)實(shí)驗(yàn)儀器的轟鳴,望著滿(mǎn)屋子的瓶瓶罐罐和大型試驗(yàn)設(shè)備,黃志偉感慨道:“我是從一張桌子,一個(gè)試管開(kāi)始,一點(diǎn)一點(diǎn)將空屋子填滿(mǎn)的。”
艾滋病病毒毒力因子的三維結(jié)構(gòu)到底是什么樣的?這是困擾業(yè)界30多年的問(wèn)題。而僅用一年多的時(shí)間,這支15人的隊(duì)伍就突破了這一研究瓶頸。黃志偉告訴科技日?qǐng)?bào)記者,一個(gè)實(shí)驗(yàn)有無(wú)數(shù)個(gè)步驟,每一步都會(huì)遇到不同的問(wèn)題,任何一步判斷錯(cuò)了,都可能與成功失之交臂。
按黃志偉的說(shuō)法,他從不考慮他研究的方向有多少人在做,又有多少人沒(méi)做出來(lái)。“這些都會(huì)影響判斷,好的科研都不是計(jì)劃出來(lái)的。”這位操著南方口音的跨界“玩家”,帶著一顆童心,瀟灑地在世界級(jí)的舞臺(tái)上叱咤風(fēng)云。
不當(dāng)“甩手掌柜”
在他辦公室的墻上,粘著一沓卷角兒的粉紅色便利貼。“做科研和在公司朝九晚五不同,每天早上來(lái)到實(shí)驗(yàn)室都會(huì)有新的期待。”黃志偉在家的時(shí)間與在實(shí)驗(yàn)室相比只是個(gè)零頭,按他的話(huà)說(shuō),好習(xí)慣想要改變也很難。
科研工作者就像運(yùn)動(dòng)員一樣,職業(yè)黃金時(shí)間短暫。而進(jìn)入狀態(tài)的黃志偉無(wú)疑步入了“正循環(huán)”。
2016年4月,他的團(tuán)隊(duì)揭示出Cpf1(Cpf1是一類(lèi)CRISPR細(xì)菌免疫系統(tǒng)的效應(yīng)蛋白,現(xiàn)被用作新型基因編輯工具)的工作機(jī)理,該研究論文《CRISPR-Cpf1結(jié)合crRNA的復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)》在線(xiàn)發(fā)表于《自然》。
科學(xué)家目前已初步了解,某些疾病的出現(xiàn)是由于DNA序列出現(xiàn)了問(wèn)題。但如何精確地改變和操控這類(lèi)DNA,人類(lèi)還只能“攤手”。
這類(lèi)致病DNA也正是誘發(fā)癌癥、艾滋病等疾病的“元兇”,而CRISPR-Cpf1則可修復(fù)這些“出了問(wèn)題”的DNA,但CRISPR-Cpf1的分子機(jī)制一直無(wú)法揭示。
此次,黃志偉團(tuán)隊(duì)破譯CRISPR-Cpf1的運(yùn)行機(jī)制,對(duì)認(rèn)識(shí)細(xì)菌如何通過(guò)CRISPR-Cpf1系統(tǒng)抵抗病毒入侵的分子機(jī)理具有十分重要的科學(xué)意義,而且為進(jìn)一步改造Cpf1系統(tǒng),使之為全新的基因編輯系統(tǒng)提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),離戰(zhàn)勝癌癥和艾滋病等疾病更近了一步。
黃志偉生動(dòng)地將Cpf1基因編輯系統(tǒng)比作“基因剪刀手”,這是中國(guó)人第一次解析該類(lèi)型的基因編輯機(jī)制。
“當(dāng)承包老板,做科研沒(méi)意義。”黃志偉直言不諱。他認(rèn)為,團(tuán)隊(duì)中科研經(jīng)歷豐富的教授,理應(yīng)比學(xué)生更勤奮,不能當(dāng)“甩手掌柜”。“教授對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)室最熟,重要的實(shí)驗(yàn)要親手操作,要親眼看到每個(gè)實(shí)驗(yàn)變化。”他邊說(shuō),邊接過(guò)一旁學(xué)生遞給他的材料,在上面簽字。
“因?yàn)闆](méi)時(shí)間打理,他經(jīng)常‘胡子拉碴’。對(duì)自己的形象不大上心,但他對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)卻格外上心。親自給我們示范試驗(yàn)動(dòng)作和流程。甚至我的試驗(yàn)筆記都認(rèn)真看,每天都會(huì)批評(píng)我!”黃志偉的一位學(xué)生對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者說(shuō)。
做科研是件很享受的事
今年4月28日,黃志偉團(tuán)隊(duì)揭示鏈球菌基因編輯“剎車(chē)系統(tǒng)”分子機(jī)制的相關(guān)研究成果再次在《自然》上刊出。
“雜志只是載體上的體現(xiàn),重點(diǎn)還得看成果。”雖已在《自然》發(fā)表多篇論文,黃志偉卻顯得十分謙虛。
該論文揭示了Anti-CRISPR蛋白AcrIIA4抑制鏈球菌活性的分子機(jī)制,有助于揭示細(xì)菌免疫系統(tǒng)與噬菌體防御系統(tǒng)的共進(jìn)化分子機(jī)制,為精確控制鏈球菌基因編輯活性提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
在黃志偉看來(lái),基因編輯或許能改寫(xiě)生命的藍(lán)圖,但也要認(rèn)識(shí)到,人類(lèi)不僅需要利用基因編輯系統(tǒng),還要對(duì)其進(jìn)行控制,減少基因編輯“脫靶”帶來(lái)的負(fù)面作用。
“可以把鏈球菌SpyCas9基因編輯系統(tǒng)比作一枚‘導(dǎo)彈’,RNA(遺傳信息載體)就像‘制導(dǎo)系統(tǒng)’,負(fù)責(zé)把‘導(dǎo)彈’引導(dǎo)至目標(biāo),鏈球菌SpyCas9核酸酶是‘炸藥’,用它摧毀目標(biāo)DNA。”黃志偉告訴科技日?qǐng)?bào)記者,當(dāng)基因編輯“脫靶”時(shí),這枚“導(dǎo)彈”將有失控的可能。
多年來(lái),保持著“7-11”習(xí)慣的黃志偉并沒(méi)有覺(jué)得累,反而總是說(shuō):“沒(méi)覺(jué)得很辛苦,真正做科研的人,差不多都是這樣吧!”如果哪天在辦公室看不到他,學(xué)生們就會(huì)好奇地問(wèn):“黃老師去哪里了,這不像他的風(fēng)格啊!”
十幾年如一日的堅(jiān)持,正是源自?xún)?nèi)心的熱愛(ài)。學(xué)生們向科技日?qǐng)?bào)記者說(shuō):“一旦聊上他喜歡的生命學(xué)科,黃老師就會(huì)滔滔不絕,聊一兩個(gè)小時(shí)還是意猶未盡。”
在黃志偉眼里,做科研是件很享受的事。“做科研,不時(shí)有新的發(fā)現(xiàn),而我們是世界上第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的人,這很酷。”他說(shuō)。
編輯:位林惠
關(guān)鍵詞:基因編輯 科研 安全
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