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刊有王文團(tuán)隊(duì)研究成果的Science封面
2019年6月21日,一個(gè)中國(guó)科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際團(tuán)隊(duì)于《科學(xué)》雜志在線發(fā)表3篇研究長(zhǎng)文,發(fā)布了“反芻動(dòng)物基因組計(jì)劃”的首批成果。3篇論文獲得《科學(xué)》辟專欄、上封面的“禮遇”,折射出成果的潛力與價(jià)值。這一研究到底揭開了反芻動(dòng)物的什么奧秘,新意又在哪里,因何值得期待?
反芻動(dòng)物重返聚光燈下
反芻是指進(jìn)食經(jīng)過一段時(shí)間后,將在胃中半消化的食物送回嘴里再次咀嚼。反芻動(dòng)物包括多種常見家畜,如牛、羊等。從亞里士多德的《動(dòng)物志》,到達(dá)爾文進(jìn)化論論述中著名的長(zhǎng)頸鹿案例,反芻動(dòng)物在演化生物學(xué)研究中一直居于重要地位。
然而,正如3篇論文共同的通訊作者,西北工業(yè)大學(xué)教授王文所言,反芻動(dòng)物雖然在生物學(xué)史上地位顯赫,迄今卻連科一級(jí)的分類都缺乏共識(shí),其獨(dú)特形狀的遺傳基礎(chǔ)更無從知曉。
為此,王文領(lǐng)導(dǎo)的該校生態(tài)與環(huán)境保護(hù)研究中心反芻動(dòng)物基因適應(yīng)與演化基因組研究團(tuán)隊(duì),創(chuàng)造性地將基因組測(cè)序等技術(shù)手段引入反芻動(dòng)物研究,并聯(lián)合西北農(nóng)林科技大學(xué)、丹麥哥本哈根大學(xué)等國(guó)內(nèi)外20多所大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)共同攻關(guān),終于揭開了反芻動(dòng)物基因組的神秘面紗。
研究人員厘清了關(guān)于反芻動(dòng)物系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化的長(zhǎng)久爭(zhēng)議。他們基于全基因組大數(shù)據(jù)構(gòu)建了目前可信度最高的反芻動(dòng)物物種進(jìn)化樹,同時(shí)對(duì)揭示反芻動(dòng)物適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境能力的由來也有所貢獻(xiàn)。
新亮點(diǎn)帶來新期待
來自非洲的瞪羚、長(zhǎng)頸鹿和角馬,體型最小的反芻動(dòng)物——僅重2.5千克的鼷鹿,生活在極地冰雪世界的馴鹿……西工大團(tuán)隊(duì)目前已牽頭完成反芻動(dòng)物基因組測(cè)定44個(gè)。
龐大跨國(guó)合作團(tuán)隊(duì)數(shù)載磨劍,取得的成果有何深遠(yuǎn)意義?半月談?dòng)浾邚膱F(tuán)隊(duì)成員處了解到許多值得期待的亮點(diǎn)。
其中兩篇論文的共同通訊作者、西工大教授邱強(qiáng)表示,鹿茸是哺乳動(dòng)物中唯一可完全再生的器官,每年都會(huì)經(jīng)歷生長(zhǎng)和脫落,研究初步確認(rèn)了促使鹿茸快速生長(zhǎng)的相關(guān)基因,有望為再生醫(yī)學(xué)助一臂之力。
“尤其值得注意的是,鹿茸‘招募’了大量癌基因來快速生長(zhǎng),但卻不會(huì)誘發(fā)惡性腫瘤,鹿科動(dòng)物的癌癥發(fā)生率僅是其它哺乳動(dòng)物的五分之一。”邱強(qiáng)說,鹿茸組織和人骨癌組織具有相對(duì)較高的基因表達(dá)相關(guān)性,鹿茸的抑癌機(jī)制對(duì)人類癌癥的預(yù)防和治療可能頗具參考價(jià)值。
此外,研究人員發(fā)現(xiàn)了馴鹿為何在極晝極夜的環(huán)境下沒有睡眠障礙的秘密,將給人類治療睡眠紊亂等障礙提供參考,甚至可以幫助宇航員在太空中調(diào)節(jié)生物鐘。王文說,馴鹿能夠在極夜條件下高效合成維生素D,毫不影響對(duì)鈣的吸收和骨骼健康,這對(duì)骨質(zhì)疏松癥等病癥患者來說無疑是一片曙光。
建好溫室,方結(jié)碩果
負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)“地球生物基因組計(jì)劃”的加州大學(xué)戴維斯分校進(jìn)化遺傳學(xué)家哈里斯·萊文在接受美國(guó)《連線》雜志采訪時(shí)說,“反芻動(dòng)物基因組計(jì)劃”充分表明,中國(guó)在國(guó)際科研合作中扮演的角色,已非良好合作者所能概括,在部分項(xiàng)目中,中國(guó)已開始發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)作用。
參與論文研究的多位研究者也表示,3篇論文的問世,離不開西工大生態(tài)與環(huán)境保護(hù)研究中心這一“溫室”的孕育。
“學(xué)校良好的科研氛圍是我們踏踏實(shí)實(shí)工作的基礎(chǔ)和保障?！蔽鞴ご笊鷳B(tài)與環(huán)境保護(hù)研究中心負(fù)責(zé)人王瑞武教授說,研究中心實(shí)行首席科學(xué)家負(fù)責(zé)制,重大決策由中心負(fù)責(zé)人和研究方向負(fù)責(zé)人共同議定,研究方向負(fù)責(zé)人自主確定研究?jī)?nèi)容,自主決定用人?？己朔矫嬉苍缫褦[脫量化依賴,采取國(guó)際國(guó)內(nèi)知名同行專家評(píng)估制度。
回首十年磨一劍的歷程,王文開玩笑說,這些年自己“連有的校領(lǐng)導(dǎo)都不認(rèn)識(shí)”。確實(shí),沒有了“項(xiàng)目多、帽子多、牌子多”的亂象,充分尊重開放自由的學(xué)術(shù)環(huán)境和執(zhí)著純粹的探索精神,才讓反芻動(dòng)物基因組的挑戰(zhàn)性研究在西工大里柳暗花明,碩果滿枝。(半月談?dòng)浾呃詈?
