生物界首个“中国创造”研究者在科大
一项被有关专家预言有望摘取诺贝尔奖的研究成果——基因编辑技术(NgAgo-gDNA),5月2日在国际顶级期刊《自然生物技术》发表。该技术可用于微生物、植物和动物的精准基因改造,以及乙肝、艾滋病或一些遗传性疾病的“基因治疗”,在人类血液、器官的编辑和再造等方面具有重要意义,在医药、农业、畜牧等产业领域具有重要应用价值,被誉为第四代基因编辑技术,是我国首个“中国创造”的尖端生物技术,打破了外国基因编辑技术的专利垄断,研究水平可比肩国际一流大学同领域。在此项技术的研究团队中,主要研究者是河北科技大学副教授韩春雨及徒弟高峰。那么,在这项技术成果的背后,有着哪些鲜为人知的故事呢?
□文/图 本报首席记者 李梓 通讯员 尹哲
师徒相差13岁 研究基因编辑技术两年多
现年42岁的韩春雨,出生于石家庄书香世家,父亲和哥哥都从事文学方面的研究,而他则热衷于生命科学研究领域。
1997年,他考入中国农业科学院作物研究所,2000年获硕士学位。同年考入中国协和医科大学生化系,攻读博士学位。
2003年,获博士学位后,韩春雨继续留在中国协和医科大学基础所,直至2005年底发表第一篇论文。2006年,他作为引进人才,进入河北科技大学生物科学与工程学院工作至今,主讲课程为生物信息学。2013年起,韩春雨开始基因编辑工具研究。2016年5月2日,研究团队关于基因编辑技术的研究成果在国际顶级期刊《自然生物技术》发表。
说起韩春雨与徒弟高峰结缘、一起从事科研的故事,要追溯到2014年。
比他小13岁的高峰出生于石家庄市井陉县农村,2011年毕业于河北科技大学理工学院生物科学专业。2014年,他从河北科技大学研究生学院毕业并获得硕士学位后,并没有找工作,因为痴迷基因编辑方面有关课题的研究,他选择师从韩春雨副教授,过着没有一分钱工资的生活。
高峰说,他跟韩老师既是师徒关系,也是朋友合作关系。读研究生的时候,自己的导师并不是韩老师,跟韩老师熟识之后,因为韩春雨一句“要是跟着我把这个研究成功了,我就收你为徒”的话,更是出于对韩老师的崇拜和敬佩,他拜入韩春雨门下,一干就是两年多。
5月11日下午,在河北科技大学理工学院河北药用分子化学重点实验室大楼,我们见到了韩春雨老师和他的爱徒高峰。
他们共有三个实验室、一个休息室,分别位于三楼和四楼,每个实验室都摆满了各种器皿和塑料盒。
韩春雨说,2014年5月20日,他们开始撰写有关基因编辑技术(NgAgo-gDNA)论文,今年5月2日,此论文在国际顶级科学学术期刊《自然生物技术》杂志上正式发表。目前,该项目已被列为河北科技大学学科建设经费重点资助项目。
他们说,两年的刻苦研究终于有了结果,终于可以松口气了。经过努力,成功就不是意外的惊喜,而是注定的结局。
全身心投入 潜心实验几乎不休息
在一些师生眼里,韩春雨个性很强,无暇顾及人际关系,把精力都用在业务研究上。
韩春雨坦言,开始此次研究时,他手中有可支配科研资金30多万元,原本以为够了。可没想到,做的时间比预期要长,所花费用也比预期要多。目前他还欠试剂公司30多万元。“项目开始前学校已有资金支持。”他解释说,以个人名义为科研欠款,只是个人的自我要求,不想在成果出来前再向学校伸手。
目前,韩春雨一家三口住在学校提供的58平方米的住宅里。而他刚到河北科技大学任教时,学校原本给他提供了130多平方米的新楼房。但他看重这套旧住宅离自己实验室只有5分钟自行车车程的便利,于是婉拒了大房子。
而现年29岁的高峰,因无人给开工资,再加上家里经济条件不是太好,经常陷入困境。韩春雨看在眼里,经常资助他,每年大概2万元。
高峰说,他母亲是农民,父亲是村中的小学老师,家庭生活条件再普通不过,但父母对高峰的工作十分支持。
他们师徒二人的有关实验日程安排,基本上就是一周七天、一天24小时,全部时间都呆在实验室里,跟外界接触很少。后来为了方便实验,高峰直接搬到了实验室里住,在20多平方米的狭小空间里,和一堆冰冷的实验器材度过了一个个漫漫长夜。
高峰每天去实验楼对面的学生餐厅就餐。几乎每次都是等学生们吃完了,他才匆匆赶过来。渐渐地,餐厅的工作人员也都认识他了。
“很长时间不回家,其实我内心也想念父母,感觉有点愧对他们!”高峰说,“韩老师一直在科研之路上正确引导我,甚至拿自己的工资帮我,让我潜心做研究工作。我没有任何理由放弃研究,也从没有想过放弃这个研究项目!”
我们在采访中发现,他们用于研究的生物实验室设备比较简陋,实验器材也比较简单,甚至有时还缺少实验设备。提到最困难的瓶颈时期,他们说,很多人不看好他们,曾几何时,整个实验室就剩下师生二人,却依然苦苦坚持着做实验。然而,师徒俩从没气馁过。两年多来,整个研究过程就是他们生活的全部。没有浮躁的心气,没有愤世嫉俗的情绪,有的只是潜心研究的平静和沉稳。
“其实在研究过程中是一步一个坎,没有什么最困难,研究过程环环相扣,可以说是‘一步走错,全盘皆输’。”他们说。
发明的基因编辑新技术
在国内外引起强烈反响
韩春雨团队的研究成果——基因编辑技术(NgAgo-gDNA),在国内外引起强烈反响。
高峰说,新的基因编辑技术(NgAgo-gDNA),适合在人类细胞中基因组编辑。这种技术不同于目前美国已有的最时兴的技术(CRISPR-Cas9)。后者通过RNA寻找替换序列,而韩春雨团队发明的新技术通过DNA作为介导寻找替换目标。
“NgAgo-gDNA与 CRISPR-Cas9在技术上各有特点,而我们研究的技术是否有什么不足,还有待同行广泛使用来检验。”韩春雨师徒很低调,不想媒体过多地报道。
然而,他们的成果还是引起强烈反响。
清华大学医学院教授鲁白表示,NgAgo-gDNA技术的知识产权掌握在韩春雨团队手中,目前还没有看到有人与之竞争,这是一大优势。CRISPR-Cas9技术的发明者中有美国麻省理工学院的华人科学家张锋等人,也有美国加州大学的珍妮弗·杜德纳等人,由于该技术在科学上和商业上的巨大前景,双方团队正为这一技术的专利权归属打官司。我们自己掌握了知识产权,不仅有利于中国生命科学界使用这项技术,一些国外的大公司也可能会主动来付费要求得到技术授权。
《自然》杂志执行主编尼克·坎贝尔评论说:“虽然这项新技术还处于初期,但有一些理由让我们相信,它与现在普遍使用的CRISPR-Cas9技术相比有多种优势,特别是在更精准的基因编辑方面。”
也有专家评价说,尽管这种技术尚处于初期阶段,但其潜力有望超过近来被看作诺贝尔奖热门的美国CRISPR-Cas9技术。该技术可用于微生物、植物和动物的精准基因改造,以及乙肝、艾滋病或一些遗传性疾病的“基因治疗”,在人类血液、器官的编辑和再造等方面具有重要意义,在医药、农业、畜牧等产业领域具有重要应用价值。
科大支持韩春雨
落实低职高聘待遇
谈起韩春雨团队成功的秘诀,河北科大宣传部负责人表示,韩春雨团队成果的产生绝非偶然,是学校一系列人才和科研政策支持、思想文化建设激发引导的必然。
学校一方面构建学科建设平台,促进杰出人才快速成长,一方面建立激励机制,扶持科研创新团队和杰出人才。
这位负责人说,韩春雨作为河北科大引进人才,学校提供80平米住房一套供他暂住,之后很快提供了一套130平方米住房。但韩春雨觉得离实验室太远未接受,后选择在距中区实验室不远处学校住房一套居住至今。
学校在没有高级职称评审权的条件下,在校内为韩春雨落实了低职高聘待遇,目前享受校聘重点三级岗教授津贴。
科研资助方面,学校除按引进人才政策给予科研启动费外,还先后给予学科建设特别经费支持、学科建设经费杰出青年基金支持,并等额匹配国家自然科学基金青年基金面上项目经费。学校建成河北省药物分子化学实验室后,韩春雨得到了面积达180平米的专用实验室。