科研成果分布 從事一些基因表達(dá)研究工作

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，他在接受《中國科學(xué)報》專訪時如是說。

出色的工作，讓高紹榮獲得了由中國細(xì)胞生物學(xué)學(xué)會近日頒發(fā)的“杰出成就獎”，這是對他近五年來在細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域的重要研究成果及其為促進(jìn)我國細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展作出的貢獻(xiàn)的表彰。該獎設(shè)立于2009年，中國科學(xué)院院士周琪、張旭、孟安明、邵峰等都獲得過該獎。

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)。

高紹榮從事與細(xì)胞相關(guān)的前沿性、基礎(chǔ)性研究，具體研究內(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，另一個突出的特點(diǎn)是“首次”較多。例如，首次報道小鼠植入前胚胎蛋白質(zhì)組動態(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)育中的動態(tài)變化和調(diào)控特點(diǎn)，對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《中國科學(xué)報》。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)動物越來越多。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物很有必要，但克隆效率低是一個長期困擾科學(xué)家的難題。

近年來，高紹榮帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)針對這一科學(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立柜，擺放的東西就有剛剛獲得的“杰出成就獎”榮譽(yù)證書和獎杯。此外，還有“談家楨生命科學(xué)創(chuàng)新獎”“周光召基金會杰出青年基礎(chǔ)科學(xué)獎”“干細(xì)胞研究創(chuàng)新獎”、教育部自然科學(xué)獎一等獎、國家自然科學(xué)獎二等獎以及同濟(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年甚至更長時間的積淀。正如高紹榮所說，先要尊重科研規(guī)律，接下來就是一步步往前走。

追溯到1996年，從中國農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士研究生畢業(yè)的高紹榮，考到中國科學(xué)院動物研究所繼續(xù)攻讀博士學(xué)位，研究動物胚胎。而就在1997年，世界首只克隆羊“多莉”誕生，這是由英國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年來到了伊恩·維爾穆特實(shí)驗(yàn)室從事博士后研究。這時的高紹榮已有了很好的研究基礎(chǔ)。他介紹，在國內(nèi)讀博兩年后，他又到美國布朗大學(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)制最好的動物模型，也是高紹榮的首選。

在英國的兩年里，高紹榮的科研道路遇到很多困難。但在他看來，只要想做，總會有辦法解決。功夫不負(fù)有心人，高紹榮成為英國第一位成功克隆小鼠的中國留學(xué)生，并獲得羅斯林研究所年度“科研成就獎”。

高紹榮對胚胎發(fā)育的分子調(diào)控機(jī)制著迷，于是在2002年再次來到了美國從事博士后研究。“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。但他在這里的時間并不長，隨后迎來了重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

回顧求學(xué)生涯，中國科學(xué)院動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”，而陳大元是我國動物克隆學(xué)家和受精生物學(xué)的學(xué)科帶頭人。另一個重要時期就是在伊恩·維爾穆特實(shí)驗(yàn)室，“這是我科研生涯最重要的一個階段，我開始重點(diǎn)研究小鼠克隆胚胎發(fā)育的課題”。

回國的“8+N年”

高紹榮的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)就是回到祖國。作為一位具有強(qiáng)烈中國情結(jié)的科學(xué)家，“只要有機(jī)會，就一定選擇回國”。高紹榮說。

這一機(jī)會就是北京生命科學(xué)研究所的成立。2005年，高紹榮來到北京生命科學(xué)研究所并組建自己的實(shí)驗(yàn)室。在北京生命科學(xué)研究所的時間同樣是8年。8年來，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)室在這一年與中國科學(xué)院動物研究所周琪實(shí)驗(yàn)室分別獨(dú)立報道了誘導(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《時代周刊》評為2009年世界十大醫(yī)學(xué)突破之一?；诖?，高紹榮在2011年獲得了周光召基金會“杰出青年基礎(chǔ)科學(xué)獎”。

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。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的“臨門一腳”。

2013年，高紹榮“南下”，來到同濟(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重編程后iPS細(xì)胞發(fā)育潛能的影響，為評估iPS細(xì)胞將來的臨床應(yīng)用提供了重要理論依據(jù)……

重要研究成果越來越多，高紹榮團(tuán)隊(duì)的成員也在不斷增加。從回國只有四五個人到目前四五十人，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”。

高紹榮只有51歲。去年，他受邀擔(dān)任《細(xì)胞—干細(xì)胞》編委，希望為在國際舞臺上發(fā)出中國科學(xué)家的聲音繼續(xù)貢獻(xiàn)力量。

接下來，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”。

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