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中山大学最新Science论文

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来源: 作者: 2019-05-17 02:42:51

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中山大学的科学家们在生命科学领域取得新的进展。研究者发现了染色质结构与DNA突变调节机制间的关系。该研究论文昨日刊发在Science(《科学》)杂志上。据悉,这有助于科学家了解导致人类许多疾病(如肿瘤)产生的基因突变的原理。

基因突变是生物演化的基础,也是人类许多疾病(如肿瘤)产生的主要原因。科学研究让我们知道,人类的遗传物质DNA由A、T、C和G4种碱基组成。其中碱基C很容易发生水解脱氨,终究成为碱基T,从而引起人类遗传物质的变异。

而据统计,人类遗传疾病的1/4是由上述突变引发的。因此这类突变在细胞内是不是或如何被调节是一个极具价值的问题,这也是科学家们至今仍在研究并试图了解的奥秘。

35岁的贺雄雷(中山大学生命科学学院教授、博士生导师)领导的课题组在研究染色质结构如何调理DNA突变工作中获得重要进展。昨日,研究成果发表在Science(《科学》)杂志上。

中山大学的科学家们发现,真核生物细胞中的DNA是否处于核小体“绑定”状态,对其CG含量影响很大。在没有绑定状态下的CG含量会大大减小,而基因突变也正因此而增加。即真核生物细胞中,核小体结构可以抑制碱基C的水解脱氨,从而降低C到T的突变。

贺雄雷说,这提示这种结构可以抑制碱基C的水解脱氨,从而下降C到T的突变,但这些结论还需要大量的数据支撑。

科学家们认为,对调节机制的认识将帮助我们理解许多疾病包括肿瘤产生的机理,并对理解真核生物基因组结构及生物进化具有重要指导作用。

据悉,这也是中山大学首次以第一单位在Science(《科学》)杂志上发表论文。对该校而言,这篇论文实现了该校的历史性突破。

访谈

30岁成为博导,贺雄雷创下中大之最

“回国牺牲很多?事实并非如此”

贺雄雷是1977年出生的,1994年进入中大生命科学学院读本科,1998年师从龙綮新、王珣章教授读硕士研究生,2001年毕业。但此后三年他却并未选择出去工作,而是一直呆在学校实验室,当一名不领工资的“研究生后”。2004年,他考上美国密歇根大学读博士,2007年返回母校,被特聘为中大教授,这也是中大历史最年轻的博导、教授。

说起与生命科学的结缘,贺雄雷笑言,“这完全是一个意外”,当时是由于高考第一志愿计算机专业没有录上,才被调剂到生命科学专业。对这门专业真正产生兴趣是在研究生阶段。当时,中大的双导师制给学生很大的空间。他把大部分时间都放在实验室“折腾”,研究生毕业后的三年,他不做白领,而宁愿选择在这里做不领工资没有名分的科研人员。导师也给他最大的理解。生态文明贵阳国际论坛2013年年会开幕
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博士生毕业,导师张建之希望他留在美国,母校中山大学也同时向他抛来橄榄枝,“当时导师希望我留在美国继续做博士后,依照圈内传统的路子,等三四年后就可以组建自己的实验室,但中大当时给了我不用等的机会,有了教授这个头衔也意味着我可以具有独立的实验室,可以独立去申请科研经费、独立招学生,我可以提早三四年做自己的事。”

贺雄雷认为,很多人认为回国会牺牲很多,事实可能并非如此,自己读研究生时期国内与国外在生命科学这个领域确实有很大差距,但到了2007年已经有很大变化,国内与国外都已经很接轨,而互联也让科研上的交换和信息查阅更便利,他开玩笑道:“比如刚刚发的这篇论文,我们看到时美国人还在睡觉呢。”

刚刚作为中大自主招生面试评委的贺雄雷对“就业与前景”这一话题也很有感触,“都说21世纪是生命科学的世纪,但读这个专业的学生工作却不好找,这可能会让大家灰心,但我特别想对那些有志于生命科学的高中学生说,就业不能太看眼前,生命科学现在还处在理解的阶段,而不是产业化的阶段,这是学科发展的规律,选择专业应该更多考虑到三四十岁时的前景,现在可能有些专业大家觉得很热,10年后可能未必会怎么样。”

我学生物是个意外 他是生物学界的青年才俊,年仅30岁便被中山大学以特聘教授身份引进,5年后带领课题组在研究染色质结构如何调节DNA突变的工作中获得重要进展,该研究成果近日被刊发在《科学》(Science)杂志上,成为中大以第一单位在《科学》上发表论文的第一人。但是,当年他涉足生物界却是阴差阳错,对他而言,做科研的一大好处竟是能睡到自然醒……他是中山大学生命科学学院教授贺雄雷,一位才华横溢又踏实低调的青年学者。

近日,这位青年学者接受了媒体的专访,谈科研的艰辛,谈成长的趣事,谈生物学研究的前景以及就业形势。而对于取得如此成就,他说得最多的两个字是:“还好”。

谈科研

该研究3易其稿历时两年

问:能简单地解释下您这项研究成人元司令歌、人元司令表、月使人元司令秘决
果吗?

贺雄雷:我们的研究主要针对的是染色质如何调节碱基C到碱基T的突变,这种突变是基因突变当中很重要的形式之一,差不多1/4的遗传疾病和许多肿瘤都由此引起。通过比较基因组学分析和一项突变积累实验,我们发现染色质的基本单元核小体几近完全抑制水解脱氨来源的C到T突变,而可能的机制是核小体的存在抑制了双链DNA的呼吸,使水分子不能靠近碱基C的N-3和C-4位置。

问:您这项研究成果的独创性在哪里?

贺雄雷:有三个方面,首先,突变是生物演化的基础,也是疾病发生的主要原因,但突变从字面上就说明不是很有规律,虽然也并不是完全随机,但要找到规律很难,我们的工作发现了一个突变被如何调理的规律,这本身就很有意义。第二个方面,C到T突变是很重要的一类突变,差不多1/4的遗传疾病与之相关,而部分肿瘤细胞中百分之五十以上都是这种形式的突变,另外,现在很热门的诱导多功能干细胞的人工制作也可能引入这类突变,所以这个工作对我们理解这些突变的起源很重要。第三个方面在于,这个工作提示染色质可以通过调节突变方向影响基因组结构,这对我们理解基因组演变很有帮助。

问:这项研究成果有甚么具体的作用?

贺雄雷:基础科学研究是探讨很底层的东西,要想真正将成果应用到实际生活中通常需要一个很长的进程。我们只能说这项研究加深了大家对于基因突变的理解,但是理解之后如何用到生活中,那是以后的事情。现在谁都不能说它能够怎样用,或者它是不是真的有用。但是这项研究应当与疾病和衰老相干,可以想象,当人的基因能够被很好地保护,随着年龄增长,基因组还能很完好,积累的突变很少,那细胞就能正常工作,我们也能健康地生活。

问:您是这篇论文的通讯作者,而非第一作者?

贺雄雷:是的,这篇论文的第一作者是去年毕业的博士陈小舒。事实上,生物领域的文章通常都是合作完成的,作为一个系统工程,文章的设计和框架的搭建通常是通讯作者做很多一点,而第一作者在具体的执行方面会做得多一些。

问:这个研究从什么时候开始,期间经历了甚么困难?

贺雄雷:这项研究从2010年初开始,5月份就成了第一稿,但当时觉得还少了一个关键证据,所以花了半年时间加了实验,结果不错。有了这个证据以后,我们调整了文章结构,整篇文章基本是推倒重来,到了去年5月份的时候送到《科学》杂志评审,12月份改了第三稿,《科学》就接受了。

其中还有一段小插曲,去年5月份把稿件送审后,刚开始的两位审稿人都给予很好的评价,但二审的时候,由于未知缘由又加了一位新的审稿人。这位审稿人提出关键证据还缺少数据,于是文章就被拒了。我们又花了3个月时间加数据,最终成稿的数据确实比之前漂亮很多。去年12月6日再次送到《科学》评审,审稿人基本没提什么问题,所以很快就接收了。

问:获得此研究成就后对您的工作上和心态上有何影响?

贺雄雷:其实还好,对我没太多影响。由于像《科学》、《自然》这两个顶级期刊,一年51期,共有1000多篇文章,我这只是一篇而已。只是这个工作出来这后,我的学生会更加推着我往前走。

谈成长

投身生物界实属机缘巧合

问:当时为何选择生物专业?

贺雄雷:其实高考时我选的是计算机专业,学生物完全是个意外,我是被调配过来的。我是湖南人,1994年高考的时候还不考生物,结果却学了生物学。我发现,很多时候很多东西都是机缘巧合,我在中大念本科的时候并没有接触很多科研方面的东西,研究生阶段开始接触生物学科研,两位导师龙綮新教授和王珣章教授给了我很大的自由度,于是我自己在实验室里慢慢培养出了兴趣。研究生毕业后,我有三年在实验室里自由发挥,没有身份,没有固定的收入,只是一边联系出国一边因兴趣而坚持做研究。

问:研究生毕业后没有工作没有身份,当时有没有焦虑?

贺雄雷:要说没有是骗人的,当时也可以做其他工作,但是我不喜欢上班,不喜欢按时起床。说实在的,做科研有很多不好,但对我来讲,最大的好处就是做科研可以睡到自然醒。当时没在中国直接读博士是由于在研究生的时候觉得自己已掌握了必须的知识,生命科学在当时国内外差别比较大,所以想出去。当然现在已很不一样了,现在国内有许多很好的实验室,可以提供不亚于国外一流大学实验室的训练。我在科学上的成熟主要在美国留学阶段,我在美国的导师张建之教授给了我很大的启发,他是1970年生的华人,非常优秀。

问:您2007年刚满30岁就被特聘回中大,成为中大当时最年轻的教授之一。当时还有其他的选择吗?是什么吸引您回来?

贺雄雷:首先,我是中大人,1994级本科1998级硕士,2001年毕业。中间3年在硕士时的实验室做自己设计的实验,没有身份。2004年到美国密歇根大学读博,2007年回来。博士毕业时,导师也曾建议我留在美国,但是在美国通常还要做几年博士后,然后才能有自己的实验室。恰好中大这时给了我这个机会,而且那时国内外比较接轨了,在哪里都可以做研究,因而就回来了。

中大的科研条件已足够好,让我可以做想做的事;而且整个生命科学学院的氛围也让人很舒服,同事都很敬业,互相很帮忙,行政这一块也很支持。我得到教授头衔最大的好处就是能独立申请经费,有自己的实验室,有自己的学生,目前我的进化基因组学实验室有10个学生。

问:会不会觉得“特批教授”这样一种名号会给自己压力?

贺雄雷:我觉得还好,因为在密歇根大学博士毕业的时候我就觉得自己在科研上已经比较成熟了。2007年回国后,2009年我有两篇论文,真正开始出成果其实要从2010年算起,当时在《NatureGenetics》发表了一个比较重要的工作。要说明的是中大在这方面比较宽松,也比较科学,因为在生命科学领域一个新的实验室通常至少要花两年才能开始有自己的一些成果。

谈前景

近二三十年是生物学黄金时期

问:中大近期生物学的研究有很多成果,您认为这是偶然还是必定?

贺雄雷:有偶然也有必定。这些年中大的生命科学学院发展得不错,此外从学科的角度来讲最近2三十年是生物学的黄金时期,我建议有志投身科学研究的中学生可以选择生物学。

问:有友说中国的生物学专业不要招太多人,应当精英化教学,由于就业前景实在不太好。

贺雄雷:这一点我有不同看法,首先友说的是事实,但我觉得就业不能太看眼前。生物太复杂,我们对她的了解还处于初级阶段,比如我们今天的这个研究,这个研究很基础,属于认知层面的研究,生物相关的产业目前确切不成熟,造成就业前景不好,但其实现在这方面开始有很好的起步了,随着个人基因组和干细胞等相干产业的兴起,很快社会将需要大批受过良好训练的生物学人材。我知道最近有一家公司一年招收了上千名的生物学毕业生,所以选专业有时应当考虑10年以后的前景。

问:何时我们没有海外背景的科学家也能有原创的科研成果发表在《科学》、《自然》等重要杂志上?

贺雄雷:其实现在应当已经有。《自然》、《科学》每一期都有很重的比例是华人作者的文章,这是我们的资源储备。最近国家的投入很多,加上美国经济不景气,很多人回国,已经很大程度上带动了中国自然科学的发展。自然学科发展很快,三五年就可以培养出一个人材。当然,目前我国在生物学的研究上与美国的差距还不止一个档次,虽然开始能够和美国接轨,但在原创性方面还是有很大差距。

问:您之前是打算学计算机的,如何看待络对生物研究的影响呢?

贺雄雷:络真的很重要,为什么现在中国和美国能在科学研究上接轨得很好,很大一部分功劳在于络。以前一些重要的科研成果,中美之间能够同享的时间会差很多。杂志从美国到中国有几个月乃至一年的延期。有了络小三逼宫上位的传奇 曝娱乐大亨已签字离婚
,科学发现几近都是同步同享,所以中外信息的交换和理念方面的交流就变得很顺畅。

固然络的信息还比较泛滥,不能深度解读。我实验室贴着一个单子,有11本学术期刊需要学生去精读,这样才能跟上科学的发展。

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