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基因实验室论文范文

河北科技大学的中校区位于那座博物馆的南面不远,从南门走进去,经过两个球场,一个图书馆,能看到一座外墙上伏着爬山虎的老楼——河北省药用分子化学实验室.那里的三楼和四楼各有一个实验室是韩春雨的.自从5月2日那篇关于新型基因编辑方法的论文在《自然生物技术》杂志上发表以来,这位河北科大的副教授成了“网红”,他所在的大学、城市都因他而时常被人提及.他被邀请去自己的母校协和医科大学举办讲座,成就了那间教室自开放以来从未有过的火热场面,讲座结束后,索要签名的学生几乎把他挤到了女厕所门口.

韩春雨的两个实验室不大不小,刚好能被六七个记者组成的采访群一次性塞满.实验室的陈设有着浓厚的1980年代风格,门口的那块墙皮有点起鼓,用来盛放试剂的透明饮料瓶,还有“飞鸽”牌离心机,都在暗示着这间实验室的经济实力.电脑前处理文件的学生高峰正在是否XX基金支持的表格上画着叉.“这是在申请质粒?”“不,是在上传质粒.”

没有白大褂,实验室里的韩春雨仍然是标志性的军绿钓鱼夹克和圆领T恤,这位生物学家说话慢条斯理,有点儿接近天津腔的石家庄味儿.他42岁,脸上仍有锐气,神情里带着内陆城市青年的那种真诚,当被问及,是否会让儿子从事科研工作,他说,“当然,做科学家,这是最高追求.”

他先解释了拖欠的40万实验材料费只是媒体误读,再向来人介绍自己的实验室,“这是移液论文范文,这个是国产的,那边那个才是进口的等”被要求拿着移液论文范文摆拍时,他狡黠一笑：“这（移液论文范文）其实是我最不擅长的.”直到被问及：你们到底怎么做的?他一下子来了精神,说：这个发现中,科学的故事最有意思,“我觉得这才是对科学家们来讲,最有裨益的.”

剪刀

在韩春雨口中,那是一个虽然不乏术语,却漫长而精彩的故事.基因编辑技术,是一种能改变活细胞基因结构的技术,在这种技术下,个体的基因组如同Word上的文档,可以被随意地复制、粘贴、更改与修正.自问世以来,这项技术在生命科学的各个领域得到了广泛的应用,也引发了*学上最激烈的讨论——人类是否有权力去改变人类的基因,这是不是对自然的一种僭越?

基因检测实验室:中国第一个中学家蚕基因实验室在西师附中成立

回想起来,自双螺旋结构被破译以来,像编论文范文章一样编辑那些A、C、G、T组成的生物体,就成了人类最大胆的梦想之一.在自然界的活细胞中,对基因的编辑并不罕见,我们的免疫系统就能够识别出入侵的病毒,然后派出一种特殊的酶把病毒切成碎片,再把某些碎片整合到自己的系统中,从而刺激自我更好地识别病毒等问题在于,是否能够精准地控制这种操作,使之为我们所用,而且,这种技术最好是廉价的,普通的大学实验室可以支付得起的.

要成为一个基因编辑的工具,最核心的是一把能够定向切割基因的剪刀.目前的主流基因编辑方法叫CRISPR,这个词是“聚集的规律插入间隔回文重复”的缩写.它的核心便是那种“可以对包含任何已知24至48个核苷酸目标物的DNA进行可定位灭除的导向能力”的CRISPR.在楼下那间放着茶具的实验室中,韩春雨提到,他也曾在CRISPR上耗费了半年时间,那是2013年,当时的基因编辑技术几乎是刚刚出现.他在CRISPR上跟风式的尝试大多以失败告终,促成了这样的思考：作为一个设备和规模都不如别人的实验室,自己要不要去跟风?

“我当时就有愿望,想去发现一个新的基因编辑工具.从CRISPR上受到启发,我觉得,在单细胞或者多细胞的简单生物中,他们的免疫系统应该都有一种或者几种可以用作基因编辑的工具（基因剪）.”他找过CRISPR所需的Cas家族,但那些尝试都没成功,“因为那个系统过于复杂了.”

然后,他谈到了这次新发现的功臣——那个名叫Agonaute的蛋白,他亲切地简称那些蛋白为Ago（阿勾）.“我们注意到了阿勾家族,这个家族非常有意思,它能进行基因剪切,人们最为熟知的阿勾是一种跟人类有关的AGO2,它们在RNA沉默复合体中负责剪切.”他说,“我当时看到过另外一篇文章,是用生物信息学方法分析显示,阿勾也有可能作用于DNA.”

2014年2月的一天,他看到《自然》杂志上的一篇论文,文中,荷兰人范德欧斯特证明了,阿勾可以做DNA的剪切.不过,文章中提到的那种阿勾蛋白,必须在70度高温的条件下才能起效,当时大部分人认为,要使用阿勾作为基因编辑工具,只有去改造这种蛋白,让它们在常温状态下起效.

“范德欧斯特是我很敬重的一位前辈,然而,我知道他走错路了.”韩春雨说,“他们关注的那个酶是在70度左右才正常工作,这是经过了漫长的进化才形成的,你想把它转回去（让它们在常温下工作）,这是件逆着进化的事情,该有多艰难?我当时就觉得,他们必然要被我甩到后面等这是哲学.”在国内外各大资源丰富的实验室纷纷投入精力去改造阿勾蛋白时,这位在中国非著名高校的普通实验室工作的年轻人,深信着自然界肯定存在一种可以在常温下起效的阿勾.利用范德欧斯特文章中的TtAgo,再加上很好用的免费工具BLAST,他的学生高峰手动地去比对全球最大的公开基因数据库NCBI中的序列,筛除那些只在高温下起效的Ago,他们找到了十几个看上去可用的候选Ago,“有效的有七八个,这次发表的文章只是其中的一个.”

团队

这个关于阿勾的故事听上去简直是不可能完成的任务.“这得益于信息的扁平化”,这位没有海外留学经历,几乎不出席国际学术会议的科学家向我们解释他获取信息的方式：读文献,而且,“要看到文献之外的东西,这是做情报的必须的品质.像间谍、特工,并不是一定要像电影《007》里那种才算,好多就是坐在办公室,看当地的报纸,他们可以看到你看不到的东西.就像二战美国攻打中途岛时,他们买当地的报纸,发现日本海军的一个中将在一个山村正参加一个地方名媛的婚礼,于是他们就知道,这里的日军根本就没有进入一种战备状态等”

2014年,从范德欧斯特的那篇文献中,韩春雨看到了大批同行的无奈,心中升起了希望.“这就如同打台球,对方一杆没进洞,把有利位置让给你了,然后你就一杆全都捅进去了.”回忆自己实验成功的那一天,“大概在2014年5月13、14日的凌晨3点”,那一天他们确认了,那个来自某种格氏嗜盐碱杆菌、名叫NgAgo的阿勾,可以完全符合要求.实验结束后,他欢快地跳过学校半人高的围墙回家,接下去的半天中,他和负责操作的学生高峰都兴奋得没睡着.

为什么是这样一个实验室,而不是那些资金更充裕的实验室出结果?他们（那些实验室）用试剂盒.韩春雨说：“我们这个系统特别简单,转一个表达质粒,然后加一个公司合成的介质,介质的质量是一定的,是不是有切割效率,很大程度上就取决于质粒的好坏.所以,无论是提取的过程还是溶解用水,都要注意可控,所有的细节都会大大影响质粒在细胞里表达的情况.如果用试剂盒,一把把下来,每次都是一样的等这不像那些已经很成熟的方法,比如CRISPR,因为已经有那么多人重复出来了,如果你做不出来,你知道是你自己的‘手’不行,但在你探索的时候,往往因为你技术不行,你做不出来,就以为这条路走不通.”要有策略,有“谋”,还要有准确的操作,“手”,把实验变得可控.当然,目前他们的另一个计划是关于试剂盒的,把新的基因编辑方法从手动档变成自动档.

提到“手”的问题,捎带着,这位老师毫不吝啬地夸赞了自己的学生高峰,“没有好学生就没有好老师.”那是个三本毕业的学生,农村出身,有着倔强的性格.高峰是那篇著名论文的第一作者,作者贡献部分清楚地写着：“高峰,负责BLAST搜索, 以及体外的剪切实验.”2014年研究生毕业后,高峰没有去找工作,而是选择继续留在实验室,没有住处,就在实验室打个地铺.工资7000元的韩春雨,每月拿出2000元来资助这个执着的学生.那个下午,在挤进了一群记者的乱哄哄的实验室,戴着黑框眼镜的高峰沉默而专注地在电脑上完成了自己的几个提交,然后迅速躲进了隔壁的一个小办公室.有记者追上去问：“还会继续读博吗?”“当然.”“去哪儿读?”“跟着韩老师呀.”

2014年那个让人激动难眠的夜晚以后,用了一个月的时间,他们完成了文章,开始向《科学》杂志投稿,之后是按照审稿人的要求补充数据和修改文章.几轮审稿下来,小半年之后,被拒.这期间,韩春雨遇到了沈啸,这是他在协和医学院时曾经合作过的师弟,“他是我请来的救兵,论文范文兼优,特别聪明.”沈啸加入了他们,为他们的实验设计提了很多建议,共同发现了很多新阿勾的特性.2015年6月3日,他们把文章投给了《自然生物技术》,9个月审稿后,今年的3月21日,文章被接受,5月2日正式出版.

如果又被拒了,怎么办?“不排除降级发表的可能.”事实上,对于一种全新的发现,被学术杂志拒发,几乎是常有的事儿.第一篇关于CRISPR可能性的论文初次投稿时,《自然》在未征询外部评审的情况下拒绝了论文的发表,之后,《美国科学院院刊》认定这篇论文缺乏“充足的新颖观点和重要性”因而不够资格送审,《分子微生物学》和《核酸研究》也相继拒绝发表,最终,绝望而又担心被别人抢先一步发表的文章作者将论文投给了《分子演化》杂志,经过12个月的审稿和修订后,才得以发表.

在一篇介绍CRISPR英雄谱的文章中,美国著名遗传学家埃里克兰德（Eric Lander）写道：“值得注意的是,他们中的许多人都是在可能被一些人看作远离科学研究的常规渠道的地方做出标志性工作的.他们的重要论文都被一流期刊拒绝了——在很久的延迟之后得以发表在并不令人瞩目的位置.这些遭遇恐怕并非偶然：这些研究地点可能给予了从事不那么热门选题研究的研究者更大的自由,但是对于如何克服期刊和评审人的怀疑与不信任态度,所给予的支持帮助却是较少的.”

选择

一位非著名大学的副教授做出一流成果的秘诀是什么?人们展开了持续又热烈地讨论.韩春雨本人的回答是：“家庭教育是到目前为止对我影响最大的.”

他出生于一个国学造诣深厚的知识分子家庭,父亲是河北师范大学文学院教授,一位知名的红学专家,哥哥韩田鹿则是河北大学文学院教授,主攻中国古典文学,曾在百家讲坛上主讲过明清小说.这个家庭的家训包括：要做一个对社会有用的人；做事要有一个负责任的态度.韩春雨认为,父母给自己的这种理念是最重要的东西,“这是支撑孩子一辈子的东西.”他自己做事的态度是“临事而惧,好谋而成”,这是《论语》中孔子对子路所说的话.他喜爱的文学形象是孙悟空.韩田鹿向我解释了孙悟空对于他们兄弟二人的意义：“孙悟空一开始是只普通的猴子,那时他觉得能够当上猴王就实现了自己的人生价值.悟空的故事告诉我们,生命的意义不在于个人利益的满足,人只有找到值得为之付出的事业,生命才有所附丽.”

在亲朋口中,韩春雨的特点包括：不爱旅游；理想主义,对职称考评之类的活动毫无兴趣；孝顺,在讨父母欢心这一点上很有天分等而对于他的生物学天分,广被提及的是他从小对动物、植物感兴趣.但养小动物和生物并不是一回事,更能展现他在生命科学领域早期天分的,也许应该是另一段小故事：他读书时,父亲曾从河北师大专门找来教生物的老师辅导,那位老师给他出了一道题：“大肠杆菌每8分钟就能复制一倍,但它的DNA完全复制一次却需要24分钟,为什么?”据说,只用了七八分钟,试着在纸上画图后,韩春雨发现,“DNA的复制应该是从多个位点同时开始的.”

2003年,韩春雨在协和医科大学获得博士学位,2005年,作为第一作者,他把协和期间的论文发表在了《核酸研究》杂志上.对于那篇论文,韩春雨的一位同学评价,“那是协和同时期博士中最好的之一.”2006年,32岁的他回到石家庄,在河北科技大学担任教职.10年后,当记者问他,当时为什么做出这个选择?他说：“很难用语言说清,以我的感受来说,这里就是最适合我的地方——可能不能提供特别高的待遇,但学校肯定会很重视你,这是创业最好的地方等”

对于弟弟的选择,韩田鹿认为,“弟弟非常聪明.这种聪明除了表现在专业上,其实更重要表现在人生之路的选择,以及应该做什么样的事情上.对于要做的事情,他首先要判断什么事情是有价值有意义的,不会为那些意义不大的事情花费时间.实际上,那些意义不大的事情,真要做的话,花费的时间和精力其实也不一定比意义重大的事情更少,也不一定真的就能成.”一位石家庄土生土长的青年则表示,他很能理解韩春雨的选择：生活和工作在自己出生的城市,距离父亲工作的大学两个半街区,石家庄消费水平不高,如果本人对物质条件追求不高的话,完全不需要为了谋生而在任何方面勉强自己,那确实是一个最适合全心投入科研的选择.

韩春雨的经历让科学界的很多人联想到了张益唐,一位同样在非著名院校里默默无闻多年,最后取得了举世瞩目成绩的华裔数学家.采访过张益唐的《纽约客》撰稿人亚历克威尔金森认为,张益唐如果追求终身教职,就要多次发表学术论文,往往会因此被限定在某个研究领域,而他本人对这个不感兴趣.威尔金森的文章中甚至提到,张益唐选择去教授微积分学是一个明智的做法,因为如果你成为一名好的微积分老师,学校就会非常倚重你.“你很廉价、可靠,没有理由解雇你.在这个职位做了几年以后,你驾轻就熟,有大量的自由时间去思考,只要你对生活没什么要求.”

在河北科技大学,韩春雨教授的课程是生物信息学,但他个人并不认为这仅仅是一门可以“驾轻就熟”的谋生课程,他更倾向于把教课看作自己科研生涯的一部分,“这是一门很关注应用的课程,我认为教学是相辅相成的.”在网上,你甚至找得到一个韩春雨化名“槐北路”（未经本人确认）欢迎学生“来我实验室参观”的帖子.“槐北路”鼓励河北科大那些有志于从事科学事业的同学,以自己为例,他遗憾自己本科没有上名校,认为自己走过弯路,然而“弯路让我更坚强”.

在目前的生命科学领域,基因编辑技术正在各个领域取得人类看得见的改变——不会导致过敏的鸡蛋,自带免疫的家猪,甚至,利用基因编辑技术针对某些先天性疾病的疗法也正在提交审批.对阿勾的专利,韩春雨表示自己目前“没有精力,也没有兴趣”.目前,新基因编辑方法的专利申请,由韩春雨的合作者之一沈啸负责,而他自己的实验室,正在致力于新方法优化方面的研究,以及为来自世界各地、申请进行合作的同行提供质粒和技术上的支持.对将来的研究方向怎么打算?“目前看来,我还会继续完善阿勾系统,等到这个系统完善得差不多了,就该去寻找新的方向了.科学家,要不断探索新的领域.”

离开那间80年代风格的实验室前,有记者忍不住问韩春雨：您的研究究竟发现了什么?他嘴角上扬：“举个例子,很多人都在看一只鸟飞的时候,我说：看,那儿有只蝴蝶.”

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