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韩春雨:磨出基因新“剪刀”

作者:  发表时间:2016-05-13  浏览次数:
河北科技大学副教授韩春雨知识分子是饶毅,陆白,谢宇创办的新移动媒体平台。它致力于科学,人文和思想。 (图片由“知识分子”提供)

工作来源:知识分子(微信:知识分子)

5月2日,韩春雨及其合作者的文章终于出版了。——首先被《科学》(科学)拒绝并在短时间内被拒绝。它持续了9个月,最终被《自然生物技术》(NatureBiotechnology)收到。

在接下来的几天里,他每天都收到来自同行的几十甚至几百封电子邮件,但不是每个人都及时回复。

“因为实验室工作人员有限,它可以处理这么多电子邮件,但我也希望能和海涵一起去。”《知识分子》我第一次联系韩春雨时,他在电话结束时抱歉。

此时,新的基因编辑技术引起了国内同行的关注。人们问:“谁是韩春雨?”

更精确,更高效

韩春雨,42岁,是河北科技大学的副教授,因为新发表的论文是“重磅炸弹”。

韩春雨团队发明了一种新的基因编辑技术(NgAgo-gDNA),适用于编辑人体细胞的基因组。世界上最受欢迎的基因编辑工具是CRISPR-Cas9。原则上,早期的DNA编辑技术使用蛋白质来寻找需要被替换的序列,而Cas9使用RNA来寻找替换序列。因为它比操作蛋白质简单得多,所以Cas9技术正在迅速得到广泛应用。

但是,Cas9技术也存在缺陷。 DNA编辑等同于在书中某处找到一个单词并用另一个单词替换它,并确保书中其他地方的单词不被替换。显然,如果你替换简单的单词“the”,你可能会从书中找到多个位置,并且寻找像pneumonoultramicroscopicsilicovolcanoconiosi这样的单词不太可能出错。

简单地说,如果Cas9是一个“技术”水平,那么韩春雨团队的新技术就是一长串复杂的单词级技术。理论上,新技术的准确性是Cas9的1024倍。

“要聪明,否则你就走在正确的轨道上”

韩春雨,1974年出生,土生土长的石家庄人。毕业于河北师范大学。这是一所位于石家庄的学院,也是他父母教学的地方。

1995年,韩春雨来到北京攻读中国农业科学院硕士学位。然后,他于2003年在中国医学科学院(中国医学科学院)获得博士学位,并获得博士学位。从那时起,他没有寻找教师,但继续研究“人类Bex2与LMO2相互作用并调节转录在康科德的实验室中“新型DNA结合复合物的活性”。结果发表于2005年《核酸研究》(NucleicAcidsResearch),韩春雨是第一作者。这篇文章也成为他研究生涯中具有里程碑意义的成就。

2006年,32岁的韩春雨离开北京,回到石家庄,在河北科技大学任教。十年后,韩春雨发表了自独立研究生涯以来最重要的工作。

韩春雨的研究方向是真核基因表达的调控,特别是与肿瘤相关的基因,表观遗传相关蛋白和RNA的功能研究。近年来,基因编辑技术,特别是CRISPR-Cas9的不断改进,已经深刻地影响了整个生命科学领域。韩春雨的实验室也使用CRISPR-Cas9工具,他一直关注基因编辑领域。对进展有一些想法,但我还没有下定决心去做。

促使韩春雨亲自动手的是2014年初的两篇文章,其中一篇由范德奥斯特研究小组发表在《自然》杂志上(DNA引导DNA干扰byaprokaryoticArgonaute)。但Van der Oster团队工作的局限性在于他们的实验所需的温度为65-75摄氏度,这使得许多实验在生理条件下(约37摄氏度的哺乳动物)无法进行。

韩春雨团队以此为研究方向。 “大约两个月,结果出来了。”通过同行评审,韩春雨的团队“更聪明,或者他们走在正确的轨道上”。他们没有尝试研究如何保持在低温状态下在高温下工作的酶,但是直接发现可以在37度使用的菌株。蛋白质在工作。

之后,韩春雨为《科学》杂志做出了贡献,并与实验室的几名学生合作,以改善结果。他说,当时文章的主要结果是NgAgo确实可以用作基因编辑工具,但“审稿人要求完美”,经过半年的小审查后,“最终被拒绝了”。

2014年秋天,韩春雨和沉啸提到了他们正在做的NgAgo的工作,并提出了几个候选工具。 “对于这么好的主题和想法,当然我完全支持和加入,”沉晓回忆说《知识分子》。

沉晓是浙江大学医学院基础医学系研究员。他在博士学位前一年与韩春雨共同撰写了一篇论文《核酸研究》。 2003年毕业于博士学位后,沉晓在美国从事博士后研究。 2015年,他当选为浙江大学“百人计划”。

在被《科学》拒绝后,韩春雨和实验室的学生继续补充实验,沉晓对项目和实验设计提出了建议。他们发现了更多关于NgAgo的特征。

2015年6月3日,仅有五个签名的文章被发送到《自然生物技术》。 9个月后,该文章于今年5月2日在线被接受并在线发布。

“这篇文章是件好事,也是件坏事。”

在世界上唯一强大的Cas9马时代,韩春雨的发现引起了众多媒体和同行的热烈关注。

一些评论家认为,“(如果)中国这样一个普通的研究机构能够拥有如此激动人心的科研成果,那么中国的科研实力真正达到了世界领先水平。”

媒体对中国生物产业的评论说:“这一成就的核心是一种新的基因组编辑技术,取代目前的Cas9,它已经打破了国际基因编辑技术的垄断局面。”

韩春雨说他不同意这个评价。他认为NgAgo-gDNA系统和Cas9都为基因编辑应用提供了更好的工具和多样化的选择,每种应用都有自己的用途。

沉晓翔《知识分子》表示他对NgAgo取代Cas9的评价持谨慎态度。 “最客观的陈述是找到一种新的基因编辑工具。”

沉晓说,Cas9基因编辑系统有点复杂,所以每次用某种技巧修复一定的劣势,都可以制作出好的纸张。每项改进都是CNS(前三个主要国际学术期刊《细胞》,《自然》,《科学》)的论文。 “大多数人,包括一些科学家,可能会自然受到权威的影响。因为Cas9太强大了,所以每个人都专注于Cas9,如何研磨这把刀,让它变得更好,更漂亮。”说。

正是因为Cas9太热了以至于许多人忽视找到更好的工具,甚至可以天生地避免这些问题。北京大学的一位研究员告诉《知识分子》,他们在2014年做了类似的实验,但他们放弃了,因为他们过分依赖Cas9。 “学生感觉不太可靠,实验室的其余部分Cas9非常熟练,觉得没有必要改变它。我没有坚持。“他毫不后悔地说。

韩春雨团队的工作已经证实了一种新的基因编辑工具,它具有自己的特点和优势,但如何利用它来寻找更多的功能,还有很多工作要做。

“我和韩春雨非常非常紧急。发出这篇文章是一件好事,也是一件坏事。好的一点是,这项工作是让每个人都知道的。不好的是,在广泛的竞争中我们的工作可以赶上吗?我可以继续这样做。“沉晓说,很多外国实验室都处于非常好的状态。”我们无法比较它。当他们这样做时,很多事情会很快出现。 “

石家庄的四人实验室

无论是在微信圈还是海外华人论坛,韩春雨和麻省理工学院博德研究所的核心研究员张峰都有联系。张峰,1981年出生,也来自石家庄。他因其在基因编辑领域的众多贡献而闻名。

与在中国接受科学培训和研究的韩春雨不同,张峰具有海外学习的背景,并且在知名实验室拥有丰富的经验。 11岁时,张峰和他的母亲在爱荷华州得梅因定居,并在高中的基因治疗实验室实习。他进入哈佛大学学习化学和物理,并跟随着名的中国科学家庄小伟。经过研究,他前往光遗传学的主要发明者之一Karl Deisseroth,参与斯坦福大学实验室的光遗传学工作。在哈佛大学短暂停留后,张峰受雇于博德研究所,这是一家研究机构,在美国拥有研究经费和研究员排名。

在河北科技大学生物科学与工程学院实验室,“离心机是'飞鸽'品牌。它与国内自行车品牌相同。从0到12,000 rpm加速大约需要1分钟。“韩春雨并不幽默。说。

直到今天,韩春雨的生物科学与工程学院还没有博士课程,韩春雨的学生都是研究生。从理论上讲,韩春雨每年可以招收五六名硕士生,但只有一两个人可以真正专注于他的科学研究。

包括《自然生物技术》的这篇论文,共有三个人与韩春雨做过实验,韩春雨是两年前毕业于河北科技大学的第一作者,当时刚刚制作了NgAgo的主要成果,高峰做了不去找工作,没有申请医生,而是留在实验室的导师韩春雨继续工作,为了省钱,甚至在实验室睡觉。这种情况与韩春雨离开康科德后继续未完成研究的事实非常相似。

“韩春雨实验室的工作非常引人注目。”北京大学生命科学学院饶仪实验室研究生张毅评论说:“他们的学术数据库资源不多,他们不花钱合成基因。“

很多人都很惊讶韩春雨可以在如此简单的环境中开展创业,但他的大学生河北师范大学特殊教授徐晓东告诉《知识分子》她可以为韩春雨做现在的工作。并不惊讶。虽然韩春雨没有海外学习经历,但她也接受过良好的专业科学训练。她认为,对于受过科学训练的科学研究人员来说,占用的资源量并不能决定他是否能做好工作。工作。

“他是一个非常个人的人。他从来就不是那种统治者。他可以坚持自己的东西,保护自己的一英亩,敢于表达自己并挑战权威。通过查看手稿,他可以比较这段长时间的力量表明我对自己的工作充满信心。“徐晓东说。

如今,面对来自四面八方的合作邀请,韩春雨已经交由肖晓来处理。 “他拥有广泛的知识,也是一名优秀的合作者。我主要在实验室工作,我也喜欢这种生活。”韩春雨说。

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