50歲的李勁松幾乎一頭白發(fā),但看上去精神抖擻,一聊到科學(xué)就特別興奮。 其實(shí),直到碩士畢業(yè)他心心念念的還是做公務(wù)員,后來(lái)有不少機(jī)會(huì)開(kāi)公司,他都放棄了。在夢(mèng)想的跌跌撞撞中,他發(fā)現(xiàn)自己原來(lái)只對(duì)科學(xué)感興趣。今天,這位中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員,新增選為中國(guó)科學(xué)院院士。入選2012年度中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展用“天馬行空”來(lái)形容李勁松再合適不過(guò)了,他總是有很多乍一聽(tīng)不可思議的想法。卵子和精子都無(wú)法在體外培養(yǎng)和增殖,也無(wú)法在基因?qū)用孢M(jìn)行操作,這極大地限制了生殖發(fā)育生物學(xué)發(fā)展。李勁松率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)“借殼生蛋”,在國(guó)際上首次從只攜帶精子遺傳物質(zhì)的胚胎中建立了 “類(lèi)精子干細(xì)胞”,再將其注入卵子后產(chǎn)生了健康的小鼠。過(guò)去,遺傳篩選只能在酵母細(xì)胞中做,這一發(fā)現(xiàn)使得在小鼠中開(kāi)展遺傳篩選成為可能,并入選2012年度中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展。這是令人驚奇的一個(gè)科學(xué)進(jìn)展,因?yàn)檫@并不是真正的精子,而是胚胎干細(xì)胞。這一“半克隆技術(shù)”當(dāng)時(shí)的成功率只有2%,到了2015年,成功率提高到了20%。卵子單倍體細(xì)胞是否也如此?李勁松感到很好奇。于是,研究組從卵子中找到了能夠代替精子的單倍體胚胎干細(xì)胞,在實(shí)驗(yàn)室里誕生了“沒(méi)有爸爸,卻有兩個(gè)媽媽”的健康小鼠。類(lèi)精子干細(xì)胞,突破了精子不能被編輯的瓶頸。它還能用來(lái)干什么呢?憑借著想象力的“馳騁”,李勁松取得了一系列原創(chuàng)成果。比如疾病模擬。強(qiáng)直性肌營(yíng)養(yǎng)不良,一直以來(lái)被認(rèn)為只是單個(gè)基因劑量變化,而通過(guò)類(lèi)精子干細(xì)胞獲得的小鼠,模擬了該疾病大部分病癥,證實(shí)了多基因劑量不足才是其關(guān)鍵病因。比如染色體改造。很多疾病是由染色體異常造成的,如唐氏綜合征。但過(guò)去要做出一個(gè)染色體異常的模型,本身就極其艱難。如今,類(lèi)精子干細(xì)胞提供了染色體工程新方法。人類(lèi)基因組計(jì)劃繪制出了人類(lèi)基因圖譜,揭示了2.2萬(wàn)個(gè)編碼蛋白質(zhì)的基因,但蛋白質(zhì)身處細(xì)胞中需要抗體來(lái)識(shí)別,而抗體的制備非常繁瑣,購(gòu)買(mǎi)成本高,少則幾千元多則幾萬(wàn)元,還有一半的蛋白質(zhì)由于缺乏研究,尚無(wú)抗體。李勁松再次“腦洞大開(kāi)”。能否先在類(lèi)精子干細(xì)胞中對(duì)所有蛋白質(zhì)添加標(biāo)簽,再把這個(gè)細(xì)胞注入卵子,從而獲得攜帶標(biāo)簽蛋白質(zhì)的小鼠呢?在一次研討會(huì)上,他第一次提出“基因組標(biāo)簽計(jì)劃”的設(shè)想,話(huà)音剛落,時(shí)任《細(xì)胞研究》常務(wù)副主編的李黨生就興奮地站了起來(lái),認(rèn)為這將是中國(guó)科學(xué)家對(duì)世界科學(xué)共同體的一大貢獻(xiàn)。
想象一下,如果給人類(lèi)2.2萬(wàn)個(gè)編碼蛋白質(zhì)的基因添加一個(gè)標(biāo)簽,將會(huì)發(fā)生什么?“這就好比每個(gè)蛋白質(zhì)具有特定的'二維碼’,將為編撰生命活動(dòng)的百科全書(shū)奠定基礎(chǔ)?!崩顒潘烧f(shuō)。 在上海市科委支持下,“基因組標(biāo)簽計(jì)劃”已經(jīng)落地,目前已構(gòu)建1885個(gè)標(biāo)簽細(xì)胞,獲得了346個(gè)小鼠品系,為全球77 個(gè)實(shí)驗(yàn)室提供了服務(wù)。“很多科學(xué)發(fā)現(xiàn)不是規(guī)劃出來(lái)的。”李勁松頗為感慨,這一系列科學(xué)工作,最初只是始于對(duì)“類(lèi)精子細(xì)胞”的想象而已。“能夠證明這一假說(shuō),我到現(xiàn)在都感到興奮”科學(xué)家發(fā)現(xiàn),通過(guò)核移植重構(gòu)胚胎,能在小鼠體外發(fā)育成囊胚,但將這些囊胚移入小鼠子宮,僅有3%左右能發(fā)育成克隆鼠。國(guó)際上有一種假說(shuō)認(rèn)為,這是由于克隆囊胚里存在“重編程異常細(xì)胞”。然而,這一假說(shuō)始終未被證實(shí)。2011年,李勁松團(tuán)隊(duì)不僅直接驗(yàn)證了這一假說(shuō),還修復(fù)了個(gè)中缺陷,使克隆動(dòng)物出生率一下提高了6倍。這一成果被2012年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主約翰·戈登,在其關(guān)于細(xì)胞重編程的綜述中大幅引用。“能夠證明這一假說(shuō),我到現(xiàn)在都感到興奮。”李勁松說(shuō)。受精卵是生命的起始,能否在這一階段修復(fù)導(dǎo)致疾病的遺傳缺陷呢??jī)H用了8個(gè)月,李勁松課題組利用基因編輯,修飾了攜帶遺傳缺陷的白內(nèi)障小鼠的受精卵,發(fā)現(xiàn)有三分之一新生小鼠被治愈,在國(guó)際上率先建立了受精卵介導(dǎo)的基因治療策略。這一成果被寫(xiě)入第八版經(jīng)典教科書(shū)《分子細(xì)胞生物學(xué)》。“我現(xiàn)在只對(duì)科學(xué)問(wèn)題感興趣,否則早開(kāi)公司了?!崩顒潘尚χf(shuō)。有意思的是,他以前并沒(méi)有“非要做科學(xué)家不可”,直到碩士畢業(yè)最想做的是公務(wù)員。后來(lái)與公務(wù)員失之交臂后,他才開(kāi)始對(duì)科學(xué)真正產(chǎn)生了興趣。在中科院動(dòng)物研究所攻讀博士時(shí),他參與了我國(guó)第一批克隆牛的研究,當(dāng)時(shí)在山東一個(gè)牛場(chǎng)一待就是3個(gè)月;在美國(guó)洛克菲勒大學(xué)做博士后研究時(shí),整整一年半時(shí)間里,工作幾乎沒(méi)有什么進(jìn)展,他一度想要放棄。轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在他瘦了20斤以后,研究總算有了眉目。過(guò)往種種,不管是困難,還是失意,對(duì)于李勁松而言,都是做科研最真實(shí)的“味道”。9年前,他為公眾做了第一場(chǎng)科普講座,“很多人特地從很遠(yuǎn)的地方趕來(lái),還找我簽名?!蹦且豢?,除了有“明星”的感覺(jué),他也感受到,科學(xué)是被人們需要的。在李勁松的實(shí)驗(yàn)室走廊,展示著課題組的一些重要成果。出更多更好的成果,把走廊掛滿(mǎn),正是他的雄心所在。
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