【科研团队的故事6】
打造基因测序的中国速度
记者 谢晓丽
国庆期间,2016年诺贝尔化学奖得主诞生。我校客座教授、法国科学家让-皮埃尔?索维奇与另两位科学家分享了这一荣誉。索维奇在我校的“老朋友”――超分子材料与分子/纳米器件实验室的四位青年学者――梁峰、刘思敏、常帅、陈荣生,进入我们的视野。
这个四人小分队年龄都不超过40岁。他们已在《Nature(自然)》子刊等世界顶尖学术刊物上发表影响因子大于10的SCI论文20篇。研发的第四代基因测序技术,首次实现DNA隧道电流测序,打造了人类全基因组测序从千年提速到一天的中国速度。最近,他们组装了一台单分子识别仪,能精准测量单分子水平的主-客体相互作用,再次创下中国第一、世界一流。
做超分子化学领域的No.1
梁峰教授是超分子材料团队的创始人。2012年是他事业的一个转折点,在此之前,他从美国亚利桑那州立大学博士后研究出站后,留在纽约工作。在美国,跟着世界顶尖的科研团队做事,梁峰已有深厚的积累。只是时不时地,他心里会蹦?Q出这样一个想法――“回国找个合适的地方,做点自己喜欢的研究”。因为大学同学陈荣生在这儿,武科大又诚意相邀,所以梁峰来了。
“我是被学校的诚意打动的。”2012年3月,时任校党委书记刘华才随同湖北省人才中心海外招聘团亲自前往美国,将“香涛学者”聘书送到梁峰手中。梁峰这才下定决心,回国干一番事业。同年9月,梁峰在武科大扎下了根。
“单兵作战,感觉孤掌难鸣;集团作战,才能重拳出击。”爱看武侠小说的梁峰,有股侠义之气。梁峰一番游说,“拉”来了自己武汉大学的师弟、在美国杜兰大学做博士后的刘思敏;随后又“拉”来了自己亚利桑那州立大学的师弟、在美国斯坦福大学做博士后的常帅。这些千丝万缕的联系,让这个四人团队,有种同声相应、同气相求的默契,是搭档,似兄弟。
“峰、思敏、帅、荣生”这个国际化的团队,相互之间直呼其名,平等、亲切,他们喜欢这种直接。“我们既协同作战,也各领风骚。”梁峰这样调侃团队的4位核心成员。
常帅教授最年轻,八零后,一张笑意融融的娃娃脸,科研干劲十足,在美国的实验室就经常干通宵。现在有了自己的“山头”后,他的主人翁意识愈发爆棚,经常跟学生一起泡在实验室里。到了夜里十一二点,学生宿舍要锁门了,他大手一挥:“你们回去,我接着玩。”
早晨梁峰上班时,经常看到常帅正好从实验室里出来,虽然红着眼睛,但没有呵欠和倦色,而是兴奋地拉着梁峰讲新发现,或者哼着小调直接进办公室上班。
半个月前,团队师生一起动手,组装了一台单分子识别仪,技术含量很高。“中国仅此一台,全世界也为数不多。”梁峰颇有些得意。
当时, 四个青年学者一合计“技术我们有,何不露两手?”说干就干。常帅带着两个学生,每人背一个大双肩包,立马前往汉口大智路采买电子元件。电线、电阻、二极管,起子、镊子、螺丝刀……双肩包不够用了,就往汽车后备箱里塞。回来后,他又带着一帮研究生忙活开了,电焊、腐蚀、溶解,跟学生们一起,趴在地上操作,汗流浃背。
10月15日周六上午9点,在教六楼528-2会议室,梁峰、陈荣生给团队的研究生开周会,资环学院的钱功明副教授带着研究生刘露露慕名前来旁听。3个学生讲科研进展,1个学生带着大家学文献。
两个小时的周会,让刘露露看了一出“好戏”。原来,梁峰擅唱白脸,严苛犀利,即便是一晃而过的PPT展示,诸如“试验编号ZH-2016-56,中间的连接线长了点”之类的芝麻绿豆大的小错误,也难逃他的鹰眼,会遭一顿痛批;陈荣生擅唱红脸,温和细腻,赶紧打圆场,找出可圈可点之处,表扬肯定,让学生好下台。俩汉子,一张一弛,一紧一松,让学生时而流汗脸红,时而展眉露笑。刘露露赞叹:“这个团队,有意思!”
超分子“四大天王 ”都有海外留学经历,名校名师,让他们的眼界格外开阔。来校四年,他们已先后邀请30位世界著名专家学者来校讲学,法国科学院院士、欧洲科学院院士、韩国科学院院士、美国哥伦比亚大学教授、化学类顶尖杂志副主编……都曾站上武科大的讲台。
作为领头羊,梁峰初步规划了团队的发展蓝图:“目前,在武汉以及中南片区,都没有大的团队做超分子化学研究,我们要扛起这面大旗,做这个领域的NO.1。”
将基因测序从千年提速到一天
超分子材料与老百姓的生活有什么关联?梁峰说,我们正在研究的纳米孔基因测序技术,就与老百姓息息相关。
梁峰介绍,在人体的基因中,有30亿个碱基对,每个人的不同,就是由碱基对排列差异造成的。对基因进行测序,可以更好地了解人类疾病和遗传突变,用于癌症诊治和产前筛查,能对人类生命产生巨大影响。
40年前,利用第一代测序技术,对人类进行全基因组测序,需要近千年的时间;到了上个世纪90年代,第二代技术面世,还需要10年时间,花费30亿美金。梁峰团队研发的第四代纳米孔测序技术,已基本实现24小时1000美元对一个人进行全基因组测序,将大大缩短找到治疗疾病方法的时间。
《Nature Nanotechnolog(自然?纳米技术)》《Science(科学)》等世界顶尖杂志及《Science Daily(每日科学)》等美国主流媒体都对他们的研究成果给予报道,“他们研发了第一个万能的DNA读取器,是解开人类遗传和健康密码的钥匙”。
“从千年提速到一天,我们就是要打造基因测序的中国速度,希望更多的人能成为这一技术的受益者。”梁峰说。
“荣生研发的便携式太阳能电池板,很有价值。”谈成果,梁峰更愿意聚焦几个兄弟。
去年十月,陈荣生副教授与美国哥伦比亚大学、普林斯顿大学和美国布鲁克海文国家实验室共同完成的研究论文,发表在《Nature Communications(自然通讯)》期刊上。
基于他们的研究,太阳能电池板或不再限于日常所见的刚硬面板,而是可像布料一般折叠收纳至背包,需要时铺展开来利用太阳能发电。“或许不久的将来,穿在身上的衣裳、举着的太阳伞,都会是一个小的太阳能电池板。”陈荣生介绍。
2013年10月,得知“师叔”、法国科学家让-皮埃尔?索维奇要来中国访问,梁峰赶紧牵线搭桥,促成了索维奇与武科大的良缘――受聘我校客座教授,并在我校度过了难忘的69岁生日。
当日,刘思敏给索维奇介绍了自己在水溶性主体的合成、识别、组装及其分析分离应用的研究。索维奇大为赞赏,说研究结果令人振奋。
离开武科大时,索维奇感慨:“我在中国遇见的教授都这么年轻,未来的科学界将属于中国。”
返回法国后,索维奇积极向他的朋友和学生推荐武汉科技大学在超分子领域的研究。当年11月,有机化学领域权威学术期刊《Current Organic Chemistry(当代有机化学)》邀请刘思敏和梁峰作为客座编辑,为该期刊出版分子识别研究领域的学术专辑。
今年6月24日,科学中国人2015年度人物颁奖盛典在北京万寿宾馆举行,化工冶金领域仅七人入选,梁峰就是其一。
这是科技界具有重要影响力的活动,曾评选出袁隆平、杨振宁、屠呦呦等众多为我国科技事业发展做出突出贡献的科学家。
活动已举办了十四届,今年我校首次登上领奖台,梁峰与资环学院张一敏教授同台受奖。“接到水晶奖杯的那一刻,有点小激动。回国三年多,算是祖国对我所做的工作的一种认可吧!拍集体照时,张一敏教授正好站在我的前面,我俩相视一笑,一种同为武科大人的集体荣誉感油然而生。”
梁峰为团队定了一个目标:一流刊物有文章,国际会议有声音,学术组织有地位,科研奖项有名字。“但开风气不为师。”梁峰坦言,“我希望更多的中国学者能开发自己的核心技术,做产业链的上游。”