近日，中國科協(xié)發(fā)布“2018年中國生命科學(xué)進(jìn)展”，克隆猴、天然免疫的“陰陽平衡”機(jī)制等成果入選。十大成果年年有，2018年的又有哪些特點(diǎn)呢？
幾占半壁江山 4項(xiàng)神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域成果入選
在十大成果中，有4項(xiàng)進(jìn)展與神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域相關(guān)，它們分別是：發(fā)現(xiàn)了曬太陽增強(qiáng)學(xué)習(xí)記憶能力的分子機(jī)制；開發(fā)了讓人們看得見興奮信號的神經(jīng)遞質(zhì)熒光探針；找到了讓腦膠質(zhì)瘤“惡魔化”的基因系列；而克隆猴的誕生，為未來神經(jīng)科學(xué)對于特定疾病的研究提供了最接近人類的動物模型。
“神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域是目前生命科學(xué)中問題最多的地方，產(chǎn)生多個(gè)優(yōu)秀的成果并不為怪。”復(fù)旦大學(xué)醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員黃志力認(rèn)為，目前的神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域研究并不像其他一些領(lǐng)域那樣成熟，未知的邊界還很多，可攻克的方向和有收獲的課題也可能相對集中。
進(jìn)展中充滿了奇思妙想。此前的一些設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表明，人經(jīng)常曬太陽會有更強(qiáng)的學(xué)習(xí)記憶能力，但究竟是為什么呢？太陽究竟激活了哪段細(xì)胞通路，刺激神經(jīng)系統(tǒng)的記憶功能呢？中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)熊偉研究組和黃光明研究組合作，依托自主開發(fā)的單細(xì)胞質(zhì)譜技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了一條腦內(nèi)谷氨酸生物合成的新途徑，并成功解析了該谷氨酸合成途徑在日光照射改善學(xué)習(xí)記憶中的作用機(jī)制。該研究是自上世紀(jì)70至80年代之后，再度在大腦內(nèi)發(fā)現(xiàn)新的谷氨酸生物合成通路，對該通路的深入研究可進(jìn)一步拓展人們對于腦內(nèi)谷氨酸生理功能的認(rèn)知。
其中用到的單細(xì)胞質(zhì)譜技術(shù)令人拍手稱奇，且是團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)。它能夠?qū)崿F(xiàn)對單個(gè)神經(jīng)元內(nèi)的數(shù)千種化學(xué)小分子快速質(zhì)譜檢測，并同步采集電生理信號，在單細(xì)胞層次上成功地完成了對神經(jīng)元功能、代謝物組成及其代謝通路的研究。
“隨著研究方法學(xué)的逐步改進(jìn)，神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域?qū)⒂性絹碓蕉嗟耐黄啤！秉S志力認(rèn)為，此前神經(jīng)系統(tǒng)研究多年難有很大進(jìn)展的原因，一方面是神經(jīng)系統(tǒng)復(fù)雜性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他系統(tǒng)，另一方面是由于技術(shù)手段限制了人們獲取和研究的能力。隨著影像手段、探測手段和精度的提升，神經(jīng)科學(xué)將慢慢揭開面紗，當(dāng)然現(xiàn)在所掌握的仍不及滄海一粟。
首次分類評選 工具方法創(chuàng)新受重視
“這次是首次進(jìn)行分類評選。我們希望引導(dǎo)科學(xué)家認(rèn)識到：創(chuàng)新的工具和方法，和創(chuàng)新的理論同等重要。”中國科協(xié)生命科學(xué)學(xué)會聯(lián)合體輪值秘書長王曉民教授表示，中國生命科學(xué)十大進(jìn)展評選已開展多年，這是首次分為知識創(chuàng)新類和技術(shù)創(chuàng)新類，十大成果中有8個(gè)是知識創(chuàng)新類、2個(gè)是技術(shù)創(chuàng)新類。
工具和方法在科學(xué)探索中起到“架橋鋪路”的作用，為科學(xué)家在未知的揭秘中提供趁手的“探秘神器”。但由于常處于“為人做嫁衣”的幕后，且需要多學(xué)科交叉推動技術(shù)落地，在科學(xué)研究中常常“遇冷”。
“為響應(yīng)國家政策，鼓勵技術(shù)創(chuàng)新類項(xiàng)目參評，中國科協(xié)生命科學(xué)學(xué)會聯(lián)合體決定，今后開始進(jìn)行分類評選，以期為科研工作者給出一個(gè)導(dǎo)向——鼓勵科研人員重視工具和方法的創(chuàng)新。”王曉民向科技日報(bào)記者介紹了分類規(guī)范：知識創(chuàng)新類主要為基礎(chǔ)研究項(xiàng)目，要求在探索生命科學(xué)現(xiàn)象方面有重要發(fā)現(xiàn)、在科學(xué)理論或?qū)W說上有突破性創(chuàng)見或在研究方法上有原始性創(chuàng)新；技術(shù)創(chuàng)新類相目在涉及生命科學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)思路、原理和方法方面有創(chuàng)新，技術(shù)上有實(shí)質(zhì)特色性和顯著先進(jìn)性，或已形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新性技術(shù)、工藝、材料、產(chǎn)品和生物品種等。
此次入選的2個(gè)技術(shù)創(chuàng)新類成果分別為“克隆猴”和“新型可遺傳編碼神經(jīng)遞質(zhì)熒光探針的開發(fā)”。前者能夠使研究者獲得想要的基因型模型動物，不僅可以“快速復(fù)制”還可“自行設(shè)計(jì)”。這樣的“神器”是腦認(rèn)知科學(xué)、腦疾病機(jī)理等研究快速發(fā)展中不可或缺的。
后者將水母中的熒光基因和人源G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）基因聯(lián)合在一起，將活的神經(jīng)活動“可視化”。借助探針，傳遞興奮及開心等情緒就能“看得見”，這將大大便利神經(jīng)科學(xué)研究。主要完成人、北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院研究員李毓龍向科技日報(bào)記者表示：“基礎(chǔ)研究進(jìn)展離不開研究工具的發(fā)展，希望我們發(fā)展的熒光探針能助力大腦功能的研究及神經(jīng)系統(tǒng)疾病機(jī)制的解析。”
事實(shí)上，知識創(chuàng)新與技術(shù)創(chuàng)新也并非涇渭分明，二者多是“你中有我我中有你”，例如，此次十大進(jìn)展中的“皰疹病毒的組裝和致病機(jī)理”，就在“大尺度顆粒”的重構(gòu)方法中實(shí)現(xiàn)突破。結(jié)構(gòu)生物學(xué)家清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院楊茂君教授表示：單顆粒冷凍電鏡計(jì)算在2013年取得重大突破之后，計(jì)算方法上還存在很大欠缺，這一研究中的“大尺度顆粒”的重構(gòu)算法為后來者提供了思路和方法。他認(rèn)為，“科學(xué)研究的新技術(shù)、新方法、新思路是生命科學(xué)研究的重要基石，評選方法的創(chuàng)新能夠鼓勵科研人員靜下心來開發(fā)新技術(shù)、新方法。”
深入生命本質(zhì) “三劍客”上演續(xù)集
人類基因組計(jì)劃實(shí)施初期，人們相信解碼了DNA這本天書，一些生命現(xiàn)象的疑問就有了答案。若干年過去了，DNA的戰(zhàn)場猶在，RNA的隱秘戰(zhàn)場卻逐步浮出水面，而水下更是深不可測。
十大進(jìn)展中的天然免疫應(yīng)答與炎性反應(yīng)的新型調(diào)控機(jī)制中，南開大學(xué)校長曹雪濤院士研究團(tuán)隊(duì)正是首次證明了長鏈RNA在不編碼蛋白時(shí)也是有功能的，并能對生命活動實(shí)施調(diào)控。這項(xiàng)研究填補(bǔ)了學(xué)界此前的認(rèn)知黑洞，刷新了RNA在生命中扮演的角色，一直被視為無用的非編碼長鏈RNA竟起著決定性作用。
如果將DNA、RNA、蛋白質(zhì)視為生命大分子物質(zhì)的“三劍客”，那么在開篇不久的“續(xù)集”中，DNA不再是唯一主角，RNA很可能從“跑龍?zhí)住敝苯訒x級為“幕后主政”，蛋白質(zhì)也絲毫沒有“減少戲份”。
一個(gè)發(fā)育生物學(xué)家?guī)资陙硪恢痹趯ふ业慕M織中心關(guān)鍵決定因子——Huluwa（葫蘆娃）蛋白被清華大學(xué)孟安明院士研究組和陶慶華研究組合作發(fā)現(xiàn)，Huluwa（葫蘆娃）的缺失將導(dǎo)致胚胎不能形成組織中心和體軸、不能形成頭部組織，其異位表達(dá)可誘導(dǎo)形成額外的體軸。
當(dāng)然，DNA層面的研究也熱度不減，且逐漸開啟非人靈長類動物的研究序幕。中國科學(xué)院的科學(xué)家們跨單位合作實(shí)現(xiàn)“長壽基因”SIRT6在非人靈長類動物中的全身敲除，獲得了世界上首例長壽基因敲除的食蟹猴模型，進(jìn)而揭示SIRT6基因在調(diào)節(jié)靈長類胚胎發(fā)育方面的全新作用。該研究首次闡釋了靈長類和嚙齒類動物在衰老和壽命調(diào)節(jié)通路方面的差異，為開展人類發(fā)育和衰老的機(jī)制研究以及相關(guān)疾病的治療奠定了重要基礎(chǔ)。
“這十項(xiàng)重大成果將讓世界更好地了解中國生命科學(xué)的現(xiàn)狀和突飛猛進(jìn)發(fā)展的勢頭。2018年我國生命科學(xué)領(lǐng)域的研究取得了由量變到質(zhì)變的突破，僅僅在CNS（《細(xì)胞》《自然》《科學(xué)》雜志簡稱）頂級雜志上就發(fā)表了一百多篇論文，很多工作在激烈的國際競爭中脫穎而出。”楊茂君說。(記者 張佳星)