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探索人類基因“編程”奧秘—記中科院優秀共產黨員、北京基因組所研究員劉江
來源:中國科學報   發布者:ailsa   日期:2018-08-27   今日/總瀏覽:14/12149

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走進中科院北京基因組所研究員劉江的辦公室,墻壁上懸掛的一張顯示受精過程的橘紅色圖片十分顯眼,這是2013年《細胞》雜志的封面。

當期雜志以封面文章的形式報道了劉江和研究團隊在表觀遺傳信息遺傳規律研究方面取得的重大突破,這也是《細胞》第一篇所有通訊作者和第一作者都為中國研究機構科技人員的封面文章。

今年3月,劉江團隊再次發表論文,在國際上首次研究了人類胚胎基因組的激活機制,打開了認識人類胚胎發育基因表達調控的大門。

選了一個“沒人做”的方向

受精卵如何發育成個體,是生命科學中的基本科學問題。在這個過程中,表觀信息的調控起著非常重要的作用,但是人類對表觀遺傳信息如何跨代遺傳、如何與基因組共進化以及如何影響物種進化了解十分有限。

2009年建立實驗室后,劉江開始研究表觀遺傳學課題。課題組發現斑馬魚子代胚胎完全繼承父代精子的DNA甲基化圖譜,這是世界上首次通過實驗證明了表觀遺傳圖譜也可以被完整地遺傳。這改變了傳統上認為受精后胚胎發育的信息主要是由卵子提供,而精子只攜帶一套DNA序列的觀念。

“在整個生物學界,在我之前很少有人研究這個方向,相關經驗很缺乏,當時質疑聲、反對聲很多。”他告訴《中國科學報》記者。頂著重重壓力,劉江選擇了堅持課題方向。

由于生物樣本資源缺乏,實驗所需的斑馬魚不少都是課題組成員從花鳥市場買來的魚苗,經過養殖后再用于科研當中。

他說:“我們在北京基因組所的老樓里做實驗,當學生看到實驗結果時還有些意外,因為它與之前想象的不太一樣。后來我們又從不同的角度重新驗證,事實證明這確實是一個新的發現。”

這項成果被媒體譽為“開創教科書式的重大發現”,這篇文章也是劉江回國后發表的第一篇論文。這意味著在將近4年的時間里,劉江沒有發表任何文章。

“沒有科研論文的這四年里我也焦慮過,但我不是一個猶豫的人,碰到難題就去專心思考,在各種挫折和困難面前,韌性很重要。”劉江說。

憑著這股韌性,劉江在探索人類遺傳奧秘的這條道路上不斷前行。2014年,團隊發現哺乳動物DNA甲基化在早期胚胎發育過程中的重編程規律和遺傳規律,改寫了長期以來關于哺乳動物早期胚胎發育過程中DNA甲基化重編程的傳統認識;2017年,他們發現染色體3D結構在胚胎早期發育中從消失到逐漸重建的動態變化;2018年,團隊揭示了人類胚胎發育和進化機制。

回國是一件“順其自然”的事

2009年,劉江作了一個似乎看起來“不可思議”的決定——他自愿放棄國外一流大學的優厚條件和外國居留權,攜全家回國定居,把“科技報國”的信念融入到科研工作中。

他說:“回國是一件順其自然的事,國內的科研條件不比國外差,回來后感覺自己在外漂泊的心一下子就定了。”

在團隊成立之初,劉江就樹立了“面向世界科學前沿”的科研目標。由于科研工作需要,團隊成員學術背景廣泛,有人是計算機專業出身,有人做生物信息分析,甚至還有醫學院的畢業生。

“建立初期,大家相互不了解、不熟悉,如何將他們聚合起來形成合力,是團隊建設面臨的重要考驗。”劉江表示。

自1997年3月加入中國共產黨以來,無論在國外還是國內,劉江始終秉承著一名黨員的責任和擔當。在磨合過程中,他通過日常觀察、談心,深入了解每個人的特點,合理分工指導,及時查漏補缺,充分發揮每個人的專業優勢,團結協作,展開日常研究工作。

在北京基因組所舉行的“信念引領科研,黨建促進創新”主題黨日活動中,作為所里的科研骨干之一,劉江成為“身邊的榜樣”黨員代表。

今年年初,他當選為北京基因組所黨委委員,主要負責科研骨干的思想工作。面對挫折和失敗,劉江經常鼓勵每個人不拋棄、不放棄,勇于探索、迎難而上,從失敗中吸取經驗教訓,一心專注學術問題。在他和其他黨員的共同努力下,不僅課題組進入了良性循環,整個研究所也形成了人人努力奮進、相互協作配合的良好氛圍。

最重要的是啟發學生的能動性

“作為導師,我是指導者而不是管理者,我更在意他們思維上的訓練、培養學生解決問題的能力。我盡量在因材施教,最重要的是啟發學生的能動性。”劉江說。

在學生眼中,劉江不僅是一名科學家,還是關心學生成長的“大家長”。他十分重視人才培養和建設,通過以老帶新、互相傳幫帶等形式,在實踐中鍛煉隊伍。團隊成員獲得了“中科院卓越青年科學家獎”“盧嘉錫青年人才獎”“中科院優秀博士學位論文獎”“中科院院長特別獎”等多個獎項。

“我畢業的第一個學生已經評上了‘青年千人’,要回到所里開展科研工作了。”劉江告訴記者。

雖然作出了突出的科研成果,但劉江并不喜歡用“學霸”這樣的詞語形容自己。“我不是傳統意義上的‘好學生’,科研的真正魅力在于不知道會做出什么,它對我而言是一種好奇心和一種興趣。”

劉江告訴記者,在之前科研成果的基礎上,團隊將繼續進行胚胎發育調控機制的工作,“不斷探索人類基因編程的奧秘”。

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