“大熊猫被选为测序对象”----《深圳特区报》报道华大两年同日取得三项科研成果
2010-10-26 00:00:00.0
2007年10月11日,深圳华大基因研究院宣布合作完成首个“中国人基因组图谱”绘制工作,并于次年同日(2008年10月11日)宣布大熊猫晶晶基因组框架图绘制完成及国内首批手工克隆猪顺利诞生。两年的同一天发布三项重大科研成果,华大基因在深圳这片干事业的沃土上硕果累累。2010年10月11日,深圳特区报“鹏程当年今日话深圳”专栏予以报道。
来源:深圳特区报记者谭大跃
“‘炎黄一号’基因标本就是我们的同事”
王威:“我在中国科学院攻读遗传学博士学位时,师从汪建教授,毕业后就到了北京华大基因研究院工作。2007年4月,深圳华大基因研究院注册,设备5月到位,5月我跟“主力部队”来到深圳,接到的首个任务就是参与绘制黄种人的基因图谱“炎黄一号”计划,负责新测序技术平台。
那时的深圳华大基因研究院一切都是新的:新的办公场所,新的实验室,新的团队。然而,任务的要求却很高,其中有一道死命令,那就是要赶在第九届高交会上展示成果,给深圳和所有关心、支持华大的人一个交代。
要进行基因测序,首先要确定测绘对象,采集血液标本。我们的同事、一个遗传学家听说这个计划后,出于对科学的热爱和支持,自告奋勇来到基因组,表示愿意贡献自己的血样。就这样,这个当时50岁的健康汉族男子被多次抽血,成为第一个黄种人基因图谱的测绘对象,我们这项科研工作正式展开。
在实施这一计划的100多个日子里,我们基本上是处在边建设、边测序的状态中,困难重重不言而喻。而且由于科研人员来自全国各地,团队需要磨合。但是,不管是老人新人,不管是台前台后,大家都是一样的专注、负责。由于我们使用了新的测序技术,使得后期的数据分析时间延长,数据分析成为我们每个研究员最重要的工作。负责数据分析的李英睿那时还在北大上学,来这儿实习。为了尽快完成数据分析,他经常通宵达旦地工作,困了就在实验室的桌子上躺一会儿,醒来又接着干。正是因为有这种团队的凝聚力、专注和社会责任,我们才创造了当年的“深圳速度”,只用了短短几个月就完成了这个计划。
2007年10月11日,“炎黄一号”项目主要负责人王俊博士在第九届高交会上宣布了这一成果,我也参加了当天的新闻发布会,心情很激动。当时我和同事们最大的愿望就是好好睡一觉,因为我们已经很久没有给自己放假了。
今年是国际HGP“人类基因组计划框架图”完成十周年,我们的基因研究计划也在持续的进行,由我们主动引导进行的“国际千人基因组计划”,集合了多个国家的研究力量,将推动基因组学在临床医疗上的更广泛应用。
“晶晶”等40只大熊猫有“身份证”
黄铨飞:大熊猫的基因组序列图谱绘测项目于2008年3月启动。我很幸运,2007年从上海交通大学本科毕业后来到这里就直接参加了这个项目。所以我一直觉得华大给年轻人很多机会,有很强的创新精神。
其实在这之前,国际上已经对很多动物进行过基因组的测序工作,但对大熊猫的基因组测序却前无古人。
这一研究有成都大熊猫繁育研究基地参与,由他们提供大熊猫的血液样本。当时,举世瞩目的北京奥运会正处于紧锣密鼓的精心准备阶段。从科学意义上来说,本来可选任何一只大熊猫作为基因研究标本,但“奥运热”让大家不约而同地想到了奥运会福娃“晶晶”,且“晶晶”就在合作单位。于是,当时只有3岁的“晶晶”一方面在奥运会上当“明星”,台下却在为重大科研课题默默做贡献。
由于这是全球第一个完全使用新一代合成法测序技术完成的基因组序列图,全部组装和分析软件都是由我们自主编写,在测序过程中自然会有很多堡垒和“暗礁”要攻克。
首先,我们使用短序列技术对大熊猫进行测序,前期效率得到提高,但是不可避免的延长了后期数据分析的时间,工作量大增。我们只能一边测序,一边开发和改进分析技术,特别是编写软件进行数据分析时,经历了反复的实验和不断的修改。令人欣慰的是,正是这次研究研发出来的组装技术,成为了华大具有自主知识产权的核心技术,不仅填补了大熊猫基因组及分子生物学研究的空白,还为世界动物保护和研究提供了范例。2009年12月13日,《大熊猫基因组》在《自然》杂志在线发表,时隔一个多月,《自然》再次以封面故事的形式发表大熊猫基因研究成果。
“晶晶”这一个体的研究表明大熊猫的生物多态性较大,这个物种不会面临灭绝的危险。但从“晶晶”的基因图谱上也反映出,来自它父母的两份DNA之间存在着很高的多态性,也就是说它还具有很大的生物多样性。由于我们研究的只是一只大熊猫,得出的结论还不具有代表性和说服力,因此,我们又对另外39只大熊猫进行基因组序列图谱的绘测,着重研究大熊猫群体中,个体之间的差异性,以揭示每只大熊猫独特的特征,我们形象地称之为给大熊猫做“身份证”。目前,这个计划的前期测序工作已经完成,正在进行后期的数据分析。
“手工克隆猪”计划被称为“黑幕”研究
律波:我是2007年加入华大的,当年年底就接受了参加“手工克隆猪”的任务。说是一个大项目,其实具体参与者只有4人,由杜玉涛老师主要负责,技术员有杨珍珍、陆凯旋和我。
克隆技术在国际上已经有十几年的历史,传统的克隆技术需要昂贵的仪器设备和尖端的技术人员,成本高、效率低。而手工克隆技术是近年来出现的新技术,以更低的成本和更高的效率促成了克隆动物的快速、批量生产,尤其适用于物种资源丰富但科研经费较少的发展中国家。2006年,丹麦和中国科学家联手在丹麦培育出世界首只“手工克隆猪”,杜玉涛老师当时也参与了这个项目。因此,我们也采用这一新技术,打造中国品牌的“手工克隆猪”。
为了取得新鲜的猪卵巢样本,我们经常自己开车到坪山的屠宰场去取卵巢。由于屠宰工作都是在晚上进行,我们也只好调整生物钟----白天睡觉,晚上实验。有时深夜在实验室里做实验,困了就打开音乐提神,其他项目的同事便戏称我们的研究是“黑幕”研究。
经过几个月的实验,胚胎的体外实验趋于稳定高效。2008年3月,胚胎被移植到了坪山猪场的受体母猪体内,经过100多天的体内生长,当年8月30日,8只手工克隆猪在深圳市种猪场顺利诞生。依照国外的经验,这样的项目一般都要经过长期的摸索、稳定和优化才能进行体外实验,而我们只用了不到一年的时间便完成了从体外到体内实验的过渡,并且成功地得到了克隆后代。而且首次实验,单胎克隆猪就达到8只之多,这让我们非常兴奋。良好的开端是成功的一半,目前,在华大方舟所生产的胚胎发育率为50%左右,再将这些胚胎移植进入代孕母体后,怀孕率达80%以上,这在国际上均居领先地位。
在这次研究中,除了我们几个研究员,坪山猪场的4个兽医也为研究付出了很多还摸索出了一套胚胎移植以及产后护理的技术。
为了今后更好的进行实验,目前我们已在惠东建立了自己的动物实验基地,一期工程已经完成。建成后,华大基因就将是国内第一家具有自动温控饲养间、高标准手术室和现代化养殖设备于一体的现代化动物实验基地的研究院。
记者手记
说起科研的辛苦,他们淡然一笑;讲到成绩的取得,他们都归结为集体智慧;而每说到一个专业名词,他们却总是细心加以解释。严谨的态度,执著的精神,勇敢的闯劲,团队的力量,是记者采访深圳华大基因最深的感受。
这是一支非常年轻,却很有战斗力的科研队伍,平均年龄不到25岁,却在世界尖端科研的舞台上大显身手,取得了具有国际影响的基因研究成果,先后完成了国际人类基因组计划“中国部分”(1%)的绝大部分工作、国际人类单体型图计划(10%)、水稻基因组计划、家蚕基因组计划、家鸡基因组计划、抗SARS研究、炎黄一号、大熊猫等多项具有国际先进水平的基因组科研工作,在《自然》和《科学》等国际一流的杂志上发表多篇论文,奠定了中国基因组科学在国际上的领先地位;同时建立了大规模测序、生物信息、克隆、健康、农业基因组等技术平台,其测序能力及基因组分析能力世界领先。
目前,华大基因已形成了科学、技术、产业相互促进的发展模式,建设了一支具有世界一流水平、年轻的产学研队伍,致力于开展知识产权密集型的人类健康、规模化重要物种、重要经济动植物等基因组研究,大力发展我国的医学健康产业和现代农业产业。今年,该院科技合作服务业务大幅增长,自8月起月度销售额连续过亿,预计全年将实现10亿元。
具体报道请见:http://sztqb.sznews.com/html/2010-10/11/content_1261250.htm