在中科院神經(jīng)科學(xué)研究所非人靈長(zhǎng)類(lèi)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)室，劉真博士借助顯微設(shè)備對(duì)卵母細(xì)胞進(jìn)行“去核”操作。

新華社記者 金立旺攝

日前，中國(guó)科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所孫強(qiáng)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)5年的不懈努力，突破了體細(xì)胞克隆猴的世界難題，首次成功培育出體細(xì)胞克隆猴“中中”和“華華”。該項(xiàng)成果于1月25日作為封面文章在線發(fā)表在生物學(xué)頂尖學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》上。

在此之前，盡管羊、豬、牛、馬、狗等哺乳動(dòng)物的體細(xì)胞克隆都相繼成功，但與人類(lèi)相近的非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物（獼猴）的體細(xì)胞克隆卻一直是生命科學(xué)領(lǐng)域沒(méi)有解決的難題。

為何“名不見(jiàn)經(jīng)傳”的孫強(qiáng)團(tuán)隊(duì)能搶先一步獲得成功？他們的成功有哪些啟示？記者近距離接觸了這支中國(guó)團(tuán)隊(duì)。

面對(duì)重大科學(xué)難題堅(jiān)持不放棄，是成功關(guān)鍵

“針對(duì)重大的科學(xué)難題，堅(jiān)持不懈地把它攻克，是這個(gè)項(xiàng)目成功的主要原因?！?在談及孫強(qiáng)團(tuán)隊(duì)成功原因時(shí)，中科院神經(jīng)科學(xué)研究所所長(zhǎng)、腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心主任蒲慕明院士說(shuō)。

時(shí)間倒回到2000年。

那一年，在經(jīng)過(guò)6年的嘗試失敗之后，美國(guó)匹茲堡大學(xué)教授杰瑞·沙騰得出“基于‘多莉’（克隆羊）的克隆技術(shù)實(shí)現(xiàn)克隆猴是行不通的”結(jié)論。隨即，“克隆猴”研究在美國(guó)生命科學(xué)界遇冷。

盡管被判了“死刑”，但因?yàn)椤翱寺『铩睂?duì)人類(lèi)的重要性，全世界仍有不少科研人員為攻克這個(gè)難題繼續(xù)做著努力。

2007年，昆明理工大學(xué)靈長(zhǎng)類(lèi)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院院長(zhǎng)季維智和中科院動(dòng)物所周琪團(tuán)隊(duì)的研究發(fā)現(xiàn)，“體細(xì)胞克隆猴的胚胎是可以達(dá)到囊胚階段的”，這就將此前沙騰教授認(rèn)為“胚胎發(fā)育超越不了八細(xì)胞期”的觀點(diǎn)否定掉了。隨后的2010年，美國(guó)的米塔利波夫團(tuán)隊(duì)成功移植了克隆猴胚胎，并將胚胎發(fā)育的時(shí)間延長(zhǎng)至81天。

雖然，這枚胚胎沒(méi)能最終成活，卻讓大洋彼岸的蒲慕明看到了希望。

2012年，在浙江烏鎮(zhèn)舉行的中科院神經(jīng)所非人靈長(zhǎng)類(lèi)研究小型專(zhuān)題研討會(huì)上，蒲慕明提出神經(jīng)所一定要馬上開(kāi)展猴體細(xì)胞克隆的工作，并把這個(gè)任務(wù)交給了孫強(qiáng)團(tuán)隊(duì)。

他對(duì)孫強(qiáng)說(shuō)：“猴子懷孕周期是160天左右，美國(guó)科學(xué)家還差一半就成功了，我們也很有希望——只要做好剩下的一半?！?/p>

于是，在沒(méi)有現(xiàn)成平臺(tái)和猴子基地的情況下，孫強(qiáng)率領(lǐng)以博士后劉真為主的團(tuán)隊(duì)開(kāi)啟了這項(xiàng)研究。

孫強(qiáng)說(shuō)：“我們當(dāng)時(shí)在蘇州西山租了一塊地方作為研究平臺(tái)。那里環(huán)境比較簡(jiǎn)陋，我們17個(gè)人要輪流買(mǎi)菜、做飯。一周7天，每天24小時(shí)交替值班，日夜照顧1000多只猴子?！?/p>

就是在這樣的艱苦環(huán)境下，孫強(qiáng)團(tuán)隊(duì)一直沒(méi)有放棄，硬是克服重重困難最終攻克了這一世界難題。

劉真說(shuō)：“這期間，失敗有很多次，但是團(tuán)隊(duì)每個(gè)成員一直沒(méi)有放棄希望。我們認(rèn)為經(jīng)歷一次失敗就是排除了一條錯(cuò)誤的道路。失敗后更多的是調(diào)整心態(tài)，分析失敗原因，尋找解決途徑?！?/p>

“猴子是靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物，成本很高，不像其它實(shí)驗(yàn)可以不斷去嘗試。很多實(shí)驗(yàn)室可能會(huì)因?yàn)槭〈螖?shù)多停掉實(shí)驗(yàn)?！逼涯矫髡f(shuō)，“我們一開(kāi)始也沒(méi)有把握能突破，也是在冒險(xiǎn)。但一旦我們看準(zhǔn)這是一個(gè)非常重要的問(wèn)題，就一定要堅(jiān)持把它做成?！?/p>

把已有的技術(shù)進(jìn)行集成和優(yōu)化，也是創(chuàng)新

據(jù)媒體報(bào)道，曾參與克隆全球首只體細(xì)胞克隆動(dòng)物“多莉”羊的英國(guó)科學(xué)家威廉·里奇在一份聲明中說(shuō)，克隆“中中”和“華華”的方法與他們克隆“多莉”的方法“相似”，但有了一些技術(shù)細(xì)節(jié)的“更新”。

蒲慕明也坦承，孫強(qiáng)團(tuán)隊(duì)沒(méi)有發(fā)明什么新的技術(shù)，而是把當(dāng)前世界范圍內(nèi)所有關(guān)于“體細(xì)胞克隆”相關(guān)的最新技術(shù)進(jìn)行了集成和優(yōu)化?！笆前岩延械募夹g(shù)巧妙地使用，得到了結(jié)果。”

蒲慕明舉例說(shuō)，比如之前米塔利波夫的實(shí)驗(yàn)之所以沒(méi)有成功，原因之一可能是在核移植這一環(huán)節(jié)中做得還不夠細(xì)致，“我們就在這項(xiàng)技術(shù)上做了進(jìn)一步的優(yōu)化?！?/p>

孫強(qiáng)團(tuán)隊(duì)的成功，精湛熟練的顯微鏡操作技術(shù)功不可沒(méi)。猴的卵母細(xì)胞不易識(shí)別，“去核”（核移植的步驟之一）難度大，對(duì)技術(shù)的要求極高。如何才能清晰快速地識(shí)別出細(xì)胞核？團(tuán)隊(duì)科研人員研究發(fā)現(xiàn)，只有在偏振光照射下，細(xì)胞核才能在顯微鏡下顯露“身影”，于是就決定在移除細(xì)胞核時(shí)借助偏振光設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)細(xì)胞核的精確定位。

為了盡量減少細(xì)胞損傷，增加胚胎存活率，整個(gè)操作時(shí)間必須越短越好。劉真是“去核”的主要操作者。為了能在“去核”過(guò)程中做到快速準(zhǔn)確，他苦練技術(shù)幾年，最終能達(dá)到平均10秒取出一個(gè)核。

劉真說(shuō)：“整個(gè)核移植操作的基礎(chǔ)我是利用小鼠卵母細(xì)胞進(jìn)行練習(xí)，差不多連續(xù)三四個(gè)月每天練習(xí)8—10個(gè)小時(shí)。小鼠的基礎(chǔ)熟練了，從鼠到猴基礎(chǔ)操作并不需要很大的跳躍，只是猴卵母細(xì)胞‘去核’更難，需要一個(gè)重新適應(yīng)和熟練的過(guò)程?！?/p>

借助顯微設(shè)備，劉真用一雙巧手反復(fù)練習(xí)，在最短時(shí)間內(nèi)、用最小損耗完成“卵母細(xì)胞去核”和“體細(xì)胞移植”工作，為后續(xù)的克隆工作奠定重要基礎(chǔ)。

除了操作技術(shù)，孫強(qiáng)團(tuán)隊(duì)另一個(gè)成功的關(guān)鍵是找到了體細(xì)胞去甲基化、乙?；暮线m配方。

“這也是從此前華裔科學(xué)家、美國(guó)哈佛醫(yī)學(xué)院教授張毅等科學(xué)家的研究中受到的啟發(fā)。”孫強(qiáng)說(shuō)。

蒲慕明說(shuō)：“生物學(xué)很多沒(méi)有突破的重大問(wèn)題，并不是說(shuō)需要開(kāi)發(fā)新技術(shù)才能突破。創(chuàng)新不一定是創(chuàng)造新技術(shù)和新理論，把已有技術(shù)進(jìn)行集成和優(yōu)化，這也是創(chuàng)新。”更重要的是，不能只做漸進(jìn)式、增量式的創(chuàng)新，必須針對(duì)領(lǐng)域中公認(rèn)的難題、有里程碑意義的目標(biāo)進(jìn)行大膽跳躍式攻關(guān)，這樣才能在該領(lǐng)域取得領(lǐng)跑地位。

要想取得更多重大原創(chuàng)突破，須重視本土青年創(chuàng)新人才培養(yǎng)

孫強(qiáng)和劉真二人都沒(méi)有任何海外留學(xué)經(jīng)歷，是名符其實(shí)的“土博士”。

去國(guó)外好的實(shí)驗(yàn)室做博士后，發(fā)表好的文章，再回國(guó)成立自己的課題組是目前最常見(jiàn)也是相對(duì)容易成功的一種模式。很多青年科研人員都選擇了這條路，但劉真沒(méi)有。

2010年，劉真考入中科院神經(jīng)科學(xué)研究所攻讀碩士學(xué)位。在他碩士二年級(jí)時(shí)，便加入導(dǎo)師孫強(qiáng)的研究團(tuán)隊(duì)，跟隨他們一起攻堅(jiān)體細(xì)胞克隆猴這一世界級(jí)難題。2016年，劉真博士畢業(yè)時(shí)，以他博士期間的學(xué)術(shù)成績(jī)，申請(qǐng)到國(guó)外頂級(jí)實(shí)驗(yàn)室是沒(méi)有問(wèn)題的。但劉真最終還是決定繼續(xù)留下來(lái)挑戰(zhàn)“克隆猴”的難題。

對(duì)于這個(gè)決定，劉真一直沒(méi)有后悔過(guò)，“我覺(jué)得國(guó)內(nèi)當(dāng)前的科研條件已不同以往，國(guó)家對(duì)人才培養(yǎng)也更加重視，在國(guó)內(nèi)做出越來(lái)越多世界領(lǐng)先的成果是必然趨勢(shì)。像非人靈長(zhǎng)類(lèi)體細(xì)胞克隆是一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的課題，蒲慕明院士多年前就認(rèn)識(shí)到此課題的重大意義，并提出要攻克此難題，對(duì)孫強(qiáng)老師領(lǐng)導(dǎo)的非人靈長(zhǎng)類(lèi)平臺(tái)給予大力支持。在我看來(lái)，沒(méi)有哪個(gè)地方能比神經(jīng)科學(xué)研究所和孫強(qiáng)老師實(shí)驗(yàn)室給我提供更好的機(jī)會(huì)和支持?！?/p>

蒲慕明也認(rèn)為劉真做了一個(gè)正確的選擇，“很少會(huì)有哪個(gè)實(shí)驗(yàn)室把一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)如此巨大的課題，交給一個(gè)初來(lái)乍到的博士后去做。而我們不但交給劉真這樣的年輕博士后去做，還給他盡可能創(chuàng)造最好的科研環(huán)境、長(zhǎng)期持續(xù)的精神鼓勵(lì)，并提供超出國(guó)內(nèi)一般博士后的待遇?！?/p>

蒲慕明同時(shí)表示，中國(guó)科學(xué)研究要想取得更多重大原創(chuàng)突破，成為世界科學(xué)的領(lǐng)跑者，重視本土青年創(chuàng)新人才的培養(yǎng)很關(guān)鍵。本土培養(yǎng)的青年科學(xué)人才并不比海外留學(xué)回來(lái)的差，但目前高校和科研院所似乎更偏向于招收“海歸”青年科技人才，資助力度也相對(duì)更大。

青年科研人員該如何創(chuàng)新？劉真說(shuō)：“一個(gè)人不可能憑空創(chuàng)新，信息交流很重要，無(wú)論是與本實(shí)驗(yàn)室導(dǎo)師及同事內(nèi)部的交流，還是同行之間的交流，都很重要。另外，要非常熟悉自己領(lǐng)域內(nèi)過(guò)去和現(xiàn)在的科研進(jìn)展及動(dòng)態(tài)，任何創(chuàng)新都是建立在前人的工作基礎(chǔ)上的。”