人物志丨科研因“意外”更有趣

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序

周建忠

宇宙茫茫，紫气萦回三万里；

神州渺渺，大江奔涌五千年。

俊采星驰，河清海晏平原绿；

三川交汇，江北淮南半岛烟。

咸淡人生，书香一瓣；基业百年，鸿烈三笺。

春秋代序，日月不居；百花惊艳，风正荷妍。

莘莘学子，欲通古今之变；湛湛良师，勇驱天人之阡。

人物平台，争春万树；

生生不息，瓜瓞绵延。

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一篇论文引发的媒体轰动

11月11日，新一期《自然》杂志子刊《细胞研究》上报告了刘东老师课题组运用NgAgo基因技术研究斑马鱼发育的科研成果。研究团队将NgAgo技术应用于斑马鱼研究，效果显著，斑马鱼的眼睛发育出现了显著缺陷，疑似发生基因编辑。但测序结果显示，基因组层面即DNA层面并未发生任何改变。进一步检测发现指出，mRNA表达量上发生了改变降低，这意味着引起发育缺陷的原因是基因敲低，而非基因编辑敲除。所以，他们在论文中提出了一个全新的基因敲低技术。

论文第一作者

文章一经发表，这一成果便迅速引发新华网、亚太日报及美国中文网等国内外媒体关注，并在今日头条《知社学术圈》、科研圈、赛先生等学术平台上受到热议。科技日报以头版头条进行了报道。

一篇论文为什么会引发如此大的轰动和热议呢？基于两方面的原因。一是，刘东老师采用了广受学术界关注的NgAgo基因技术。这是自河北科技大学韩春雨老师团队之后，中国研究人员发表的有关NgAgo基因技术的第二篇学术论文。另一方面是，他们在论文中提出了一个全新的基因敲低技术。“在实验过程中虽然没有发现“基因编辑”，但是出现了很有意思的“基因敲低”。刘东老师向我们解释说，“并不是任何时候情况都需要基因敲除，有时候也需要基因敲低。简单点说，一般意义上的基因敲除指的是对基因组进行改变或者编辑，通常会遗传到下一代；而基因敲低在基因组层面不发生改变，一般不会遗传到下一代。”

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屡遭意外之后

这一项目进行了5个月，实验推进的非常快，但中途也遇到过几次意外。在测试这项技术的时候，课题组选择了fabp11a这个基因做实验，实验过程中发现表型非常明显，斑马鱼的眼睛会缺失一个，甚至是两个都缺失。当时课题组所有人都很兴奋，以为这个基因是被编辑了，于是进行了一系列的后续验证，这时第一个意外出现了，他们发现这个基因并没有发生改变。

在第二次实验中，课题组从其他科研论文中得到了灵感，重新设计了实验方案，将两条与DNA双链分别互补的gDNA同时注射，这次的表型与CRISPR/－Cas9更加相似，课题组成员很兴奋，以为NgAgo系统引起了基因敲除，然而又一次意外发生了：测序结果还是没有发现任何DNA层面的改变。

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课题组再一次讨论，到底是什么原因造成这么严重的表型呢？讨论后课题组成员觉得，也许是mRNA的水平发生了变化，终于在第三次实验中，他们取得了成功。

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实验室的“VIP待遇”

在采访过程中，我们还了解到这次实验场地主要在鱼房，主要用的实验技术是显微注射，一次只能安排两个人注射，需要提前预约，这次课题组特许一个三年级研究生(论文的并列第一作者之一，祁嘉玲)可以每天注射，无需预约。“只有该同学享受了此VIP级别的待遇”刘东老师笑着说。

当然，不止对她，走进刘东老师的实验室，处处都能感受到他对学生的“VIP待遇”：实验冰箱上贴的“每天进步一点点”，墙上搞怪的爱因斯坦画像，各式斑马鱼的3D图像以及实验室电脑上不停播放的音乐，整个实验室充满活力。当谈及播放音乐的原因时，一旁学生解释道“通常实验过程是比较无趣的，需要耗费大量的精力，所以老师会放一些我们喜欢的歌，让我们保持好心情，提高效率。”刘东老师的细心可见一斑。

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对有些学生来说，刘东老师不仅是一个好的传道者，更是一个好的指引者。从2012年来到神经所工作开始，每年他都坚持收一两个对科研感兴趣的本科生来实验室帮忙。

其实，本科生没有受到专业的科研训练，并不了解实验室的操作规程，帮忙有时候就更谈不上了。那为什么还要这么做呢？他解释说·，“我们要多给年轻人一些机会，作为大学的实验室，研究固然是重要的一方面，但更重要的是在这科研中培养人才。即使有很多学生一开始都是对科研感兴趣的，非常热情地去做试验，但随着时间的推移，那一时兴起的热血就会慢慢冷却。但我还是乐观的，我觉得总会有学生感兴趣，并能坚持做下去，那就是非常好的了。大学的实验室，我希望鼓励更多有梦想的学生能去坚持做科研这件事。”

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刘东老师的一个小目标

刘东老师主要从事血管新生以及神经再生过程中的血管化的研究。利用多种遗传操作技术建立转基因和基因敲除的斑马鱼模型”在其研究领域中排第三，NgAgo技术在刘东老师研究领域排第三，也就是说，这只是他的一项“副业”——利用这些模型来研究血管新生。问及未来是否会继续在实验中研究观察观察研究NgAgo技术，刘东老师说:“基因敲低这一现象很有趣，我们希望在实验做精细之后，可以为其他科研工作者提供一种新的实验手段，这是我们给自己定的一个小目标。”

刘东老师也回应了自己的“主业”方面的发展，预计近两年之内，也会取得不错的成绩。

为科研献身的斑马鱼是什么?

斑马鱼原产于南亚，是一种常见的热带观赏鱼，因其体侧具有斑马一样暗蓝与银色相间的纹条而得名。斑马鱼个体小，易于饲养，成年体长4-5cm。可在有限空间里大量养殖，满足样本需求量大的研究。

之所以选择斑马鱼作为人类疾病动物模型，是因为斑马鱼在基因水平上87％与人类同源，早期发育与人类极为相似，已成为研究发育相关疾病的优势模式生物。目前，斑马鱼模式生物的使用正在逐渐拓展和深入生命体的多种系统的发育、功能和疾病的研究中，例如神经退行性疾病、心血管疾病、免疫系统疾病等，并已广泛用于小分子化合物的筛选。因此，斑马鱼作为最有前途且最廉价的模式生物而被广泛的应用。

文字丨屈倩 张真

图片丨三木

编辑丨屈倩 张真