打開同濟(jì)大學(xué)教授高紹榮課題組網(wǎng)站,高紹榮及其團(tuán)隊(duì)近五年都有哪些研究成果一目了然。再仔細(xì)一看,不難發(fā)現(xiàn)這些研究成果分布年份很“規(guī)律”——2016年、2018年和2020年是研究成果集中發(fā)表期,且每年都會(huì)在《自然》或《細(xì)胞》重要子刊上“露臉”;中間的2017年和2019年則相對(duì)較“安靜”。
“并沒有特意安排,就是尊重科學(xué)研究規(guī)律,一步步往前走,一點(diǎn)點(diǎn)積淀。”高紹榮目前擔(dān)任同濟(jì)大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院院長(zhǎng),他在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》專訪時(shí)如是說。
出色的工作,讓高紹榮獲得了由中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)會(huì)近日頒發(fā)的“杰出成就獎(jiǎng)”,這是對(duì)他近五年來(lái)在細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域的重要研究成果及其為促進(jìn)我國(guó)細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展作出的貢獻(xiàn)的表彰。該獎(jiǎng)設(shè)立于2009年,中國(guó)科學(xué)院院士周琪、張旭、孟安明、邵峰等都獲得過該獎(jiǎng)。
扎根基礎(chǔ)研究
高紹榮的辦公室在同濟(jì)大學(xué)四平路校區(qū)門口右側(cè)樓的最高層,但其門口的牌子格外醒目——“細(xì)胞干性與命運(yùn)編輯前沿科學(xué)中心”。這一中心是教育部批準(zhǔn)建設(shè)的首批科學(xué)前沿中心之一(首批只有7個(gè))。
高紹榮從事與細(xì)胞相關(guān)的前沿性、基礎(chǔ)性研究,具體研究?jī)?nèi)容是早期胚胎發(fā)育、體細(xì)胞重編程與干細(xì)胞的分子機(jī)制與轉(zhuǎn)化。
梳理高紹榮課題組近五年研究成果可以發(fā)現(xiàn),除了分布年份很“規(guī)律”外,另一個(gè)突出的特點(diǎn)是“首次”較多。例如,首次報(bào)道小鼠植入前胚胎蛋白質(zhì)組動(dòng)態(tài)圖譜;首次在全基因組水平上揭示小鼠植入前及植入后胚胎發(fā)育過程中異染色質(zhì)修飾H3K9me3的重編程過程;首次揭示TSA挽救核移植胚胎發(fā)育受限于體細(xì)胞原有表觀遺傳特性……
其中,該課題組在2016年9月發(fā)表于《自然》的研究成果對(duì)研究胚胎發(fā)育異常、提高輔助生殖技術(shù)的成功率具有重要意義,成果入選了2016年度“中國(guó)生命科學(xué)領(lǐng)域十大進(jìn)展”。
“這項(xiàng)工作首次揭示了兩種調(diào)控基因表達(dá)十分重要的組蛋白修飾在配子和早期胚胎發(fā)育中的動(dòng)態(tài)變化和調(diào)控特點(diǎn),對(duì)人輔助生殖中胚胎培養(yǎng)條件的進(jìn)一步優(yōu)化具有一定的指導(dǎo)作用。”高紹榮告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。而他們的基礎(chǔ)研究又與應(yīng)用研究特別近。
隨著生命科學(xué)研究的深入,需要的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物越來(lái)越多。腦科學(xué)研究中有的實(shí)驗(yàn)要用到遺傳背景一致的猴子,因此,通過體細(xì)胞克隆產(chǎn)生更多符合研究使用的動(dòng)物很有必要,但克隆效率低是一個(gè)長(zhǎng)期困擾科學(xué)家的難題。
近年來(lái),高紹榮帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)針對(duì)這一科學(xué)問題不斷攻關(guān)。
以其2016年發(fā)表于《細(xì)胞發(fā)現(xiàn)》和2018年發(fā)表于《細(xì)胞—干細(xì)胞》的研究成果為例,他們通過單細(xì)胞多組學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)體細(xì)胞克隆胚胎表觀修飾異常是克隆效率低的重要原因。通過相關(guān)技術(shù)修復(fù)這種異常,可使克隆胚胎出生率從不到1%提高至近20%。
除此之外,高紹榮團(tuán)隊(duì)的研究成果還被應(yīng)用于畜牧業(yè),用于提高克隆大動(dòng)物的成功率。例如,高產(chǎn)種公牛幾乎全部需要進(jìn)口,一頭種公牛價(jià)格十分昂貴,通過體細(xì)胞克隆就可以批量生產(chǎn)高產(chǎn)的種公牛用于畜牧業(yè)生產(chǎn)。
高紹榮辦公室有一個(gè)立柜,擺放的東西就有剛剛獲得的“杰出成就獎(jiǎng)”榮譽(yù)證書和獎(jiǎng)杯。此外,還有“談家楨生命科學(xué)創(chuàng)新獎(jiǎng)”“周光召基金會(huì)杰出青年基礎(chǔ)科學(xué)獎(jiǎng)”“干細(xì)胞研究創(chuàng)新獎(jiǎng)”、教育部自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)以及同濟(jì)大學(xué)“十三五”科研工作先進(jìn)集體等榮譽(yù)證書或獎(jiǎng)杯。這些榮譽(yù)見證了高紹榮帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)近幾年的奮斗歷程。
國(guó)外“漂泊”的8年
事實(shí)上,近5年的研究成果,需要過去10年、15年甚至更長(zhǎng)時(shí)間的積淀。正如高紹榮所說,先要尊重科研規(guī)律,接下來(lái)就是一步步往前走。
追溯到1996年,從中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士研究生畢業(yè)的高紹榮,考到中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所繼續(xù)攻讀博士學(xué)位,研究動(dòng)物胚胎。而就在1997年,世界首只克隆羊“多莉”誕生,這是由英國(guó)愛丁堡羅斯林研究所教授伊恩·維爾穆特研究組培育而成,伊恩·維爾穆特也因此被稱為“克隆羊之父”。“多莉”的問世,給發(fā)育生物學(xué)理論帶來(lái)重大突破,也引起高紹榮的關(guān)注。
巧合的是,高紹榮在2000年來(lái)到了伊恩·維爾穆特實(shí)驗(yàn)室從事博士后研究。這時(shí)的高紹榮已有了很好的研究基礎(chǔ)。他介紹,在國(guó)內(nèi)讀博兩年后,他又到美國(guó)布朗大學(xué)開展體細(xì)胞核移植(又稱體細(xì)胞克隆)研究,并完成了博士論文。
然而,伊恩·維爾穆特實(shí)驗(yàn)室主要從事大型動(dòng)物克隆研究。而小鼠是研究克隆胚胎發(fā)育機(jī)制最好的動(dòng)物模型,也是高紹榮的首選。
在英國(guó)的兩年里,高紹榮的科研道路遇到很多困難。但在他看來(lái),只要想做,總會(huì)有辦法解決。功夫不負(fù)有心人,高紹榮成為英國(guó)第一位成功克隆小鼠的中國(guó)留學(xué)生,并獲得羅斯林研究所年度“科研成就獎(jiǎng)”。
高紹榮對(duì)胚胎發(fā)育的分子調(diào)控機(jī)制著迷,于是在2002年再次來(lái)到了美國(guó)從事博士后研究。“這邊的實(shí)驗(yàn)室專門研究小鼠胚胎發(fā)育研究,設(shè)備很先進(jìn),實(shí)驗(yàn)條件很成熟。”這兩年里,高紹榮每年發(fā)表五六篇高水平研究成果,“也就是在這段時(shí)間里接觸到分子生物學(xué),并從事一些基因表達(dá)研究工作”。
2004年,高紹榮受聘到“克隆牛之父”、美籍華人生物學(xué)家楊向中任主任的康州大學(xué)再生生物學(xué)中心擔(dān)任助理教授。但他在這里的時(shí)間并不長(zhǎng),隨后迎來(lái)了重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
回顧求學(xué)生涯,中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所研究員陳大元作為高紹榮的博士生導(dǎo)師,成為他的“引路人”,而陳大元是我國(guó)動(dòng)物克隆學(xué)家和受精生物學(xué)的學(xué)科帶頭人。另一個(gè)重要時(shí)期就是在伊恩·維爾穆特實(shí)驗(yàn)室,“這是我科研生涯最重要的一個(gè)階段,我開始重點(diǎn)研究小鼠克隆胚胎發(fā)育的課題”。
回國(guó)的“8+N年”
高紹榮的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)就是回到祖國(guó)。作為一位具有強(qiáng)烈中國(guó)情結(jié)的科學(xué)家,“只要有機(jī)會(huì),就一定選擇回國(guó)”。高紹榮說。
這一機(jī)會(huì)就是北京生命科學(xué)研究所的成立。2005年,高紹榮來(lái)到北京生命科學(xué)研究所并組建自己的實(shí)驗(yàn)室。在北京生命科學(xué)研究所的時(shí)間同樣是8年。8年來(lái),高紹榮帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在體細(xì)胞重編程分子機(jī)制與干細(xì)胞研究領(lǐng)域發(fā)表高水平研究成果60余篇。
其中,為他在國(guó)際上奠定學(xué)術(shù)地位的成果發(fā)表在2009年。高紹榮實(shí)驗(yàn)室在這一年與中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所周琪實(shí)驗(yàn)室分別獨(dú)立報(bào)道了誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS)小鼠的研究成果,從而在世界上首次證明了iPS細(xì)胞的真正多能性,被美國(guó)《時(shí)代周刊》評(píng)為2009年世界十大醫(yī)學(xué)突破之一。基于此,高紹榮在2011年獲得了周光召基金會(huì)“杰出青年基礎(chǔ)科學(xué)獎(jiǎng)”。
iPS細(xì)胞是由日本科學(xué)家山中伸彌于2006年將體細(xì)胞重編程獲得的,他也因此獲得2012年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。高紹榮團(tuán)隊(duì)的研究成果發(fā)表在2009年,首次證明了iPS細(xì)胞的真正多能性,被認(rèn)為是山中伸彌獲得諾獎(jiǎng)的“臨門一腳”。
2013年,高紹榮“南下”,來(lái)到同濟(jì)大學(xué),繼續(xù)“開掛”的科研之路。
2013年4月,高紹榮團(tuán)隊(duì)在《細(xì)胞—干細(xì)胞》發(fā)表文章,首次揭示了DNA羥甲基化酶Tet1可替代Oct4誘導(dǎo)分化的體細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)楦哔|(zhì)量的iPS細(xì)胞;2014年初,該團(tuán)隊(duì)又在《細(xì)胞—干細(xì)胞》發(fā)表論文,他們利用小鼠早衰模型,首次證明經(jīng)體細(xì)胞核移植重編程獲得的核移植胚胎干細(xì)胞較iPS細(xì)胞質(zhì)量好;2015年,他們又在《自然—通訊》上首次揭示了體細(xì)胞誘導(dǎo)重編程過程中基因組水平上的突變對(duì)重編程后iPS細(xì)胞發(fā)育潛能的影響,為評(píng)估iPS細(xì)胞將來(lái)的臨床應(yīng)用提供了重要理論依據(jù)……
重要研究成果越來(lái)越多,高紹榮團(tuán)隊(duì)的成員也在不斷增加。從回國(guó)只有四五個(gè)人到目前四五十人,高紹榮給學(xué)生充分自由,尊重學(xué)生的想法,“努力為想干一番事業(yè)的青年人才提供更好的平臺(tái)”。
高紹榮只有51歲。去年,他受邀擔(dān)任《細(xì)胞—干細(xì)胞》編委,希望為在國(guó)際舞臺(tái)上發(fā)出中國(guó)科學(xué)家的聲音繼續(xù)貢獻(xiàn)力量。
接下來(lái),高紹榮團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)早期胚胎發(fā)育和體細(xì)胞重編程的機(jī)制研究與干細(xì)胞轉(zhuǎn)化,“一方面要解決其中的重要基礎(chǔ)科學(xué)問題,另一方面也希望基礎(chǔ)研究的成果能夠盡快通過轉(zhuǎn)化服務(wù)于人民生命健康”。
標(biāo)簽: 科研成果