为庆祝华大成立24周年,并纪念薛定谔发表“生命是什么”系列演讲80周年、DNA双螺旋结构发现70周年、人类基因组完成图完成20周年,特设【生命天书:无尽的探索】专栏。
本期分享者:华大生命科学研究院单细胞组学领域首席科学家刘龙奇
问:您加入华大的契机是什么?
刘龙奇:我在攻读研究生期间做的是干细胞研究。2015年博士毕业,感觉这个领域需要新的思路和技术手段,而且基因组学也已开始从研究核酸向研究细胞进行转变了。尽管那时候做单细胞测序是非常奢侈的事情,但直觉告诉我,基因组和细胞生物学的结合是干细胞领域的明路。
华大是基因组领域做得最好的机构之一。以前我们那个实验室的学生毕了业之后,几乎都是去美国或欧洲读博或做博后,我不希望走同样的路。综合考虑后,我加入了华大。
问:来了以后就一直在做细胞研究?
刘龙奇:加入华大的前三个月,我没有着急开启自己的课题。我想如何能把个人背景和华大优势结合起来并发挥到极致,既能符合华大愿景,又能实现个人目标。想了很久后,我启动了三个课题,分别是围绕单细胞多组学技术、基因组变异对细胞的调控,以及基于细胞多组学的诊断方法。
那时候单细胞测序极其昂贵,测几十或几百个细胞是非常奢侈的事情。我们希望推动单细胞测序通量的快速提升和成本的大幅下降。
问:华大做科研有什么不同吗?
刘龙奇:华大做科研是有组织的攻关。我们会根据目标的需求,把不同背景的人才迅速组织起来变成一个团队。有明确目标驱动,有可行的实施路径,有经费的投入,有团队的高效协作,就能做出来。我第一次看到还可以这么干。
我自己在参与工具研发的过程中也切身体会到了工具的重要性。以前用国外的工具去做研究极其昂贵,且别人的技术对于我们来讲是个黑箱,难以发挥好,我们自己研发技术以后,想法几乎可以不受限制,这就是工具自主可控的重要性。
问:8年前走到今天,您最大的变化是什么?
刘龙奇:最大的变化是眼界和格局。这些年看到了华大的巨变,并看到了整个巨变是怎么发生的,一切都呈现在你眼前,让人震撼。
比如,以前读研究生的时候,大家都做科技创新,但现在觉得真正的科技创新,应该是体制机制的创新,就是华大集团董事长汪建老师说的范式创新,是创新科技。华大把范式创新发挥得淋漓尽致。无论是测序仪,还是单细胞、时空、合成等工具的研发,没有一个项目是因为我们有很牛的专家所以事情做成了,而是我们把事情做成了,所以成为了专家。
问:大科学计划的意义是什么?
刘龙奇:人类基因组计划,以及随后开展的DNA元件百科全书计划(ENCODE)、千人基因组等一系列大科学计划,到今天已经被证明是十分成功的。
它们的成功表现在不仅完成了人类基因组30亿碱基对序列这部浩瀚的天书以及推动了人类基因组天书的系统解析,还倒逼了工具的快速进步、迭代和成本的快速下降,推动了一系列新技术发展;同时,也推动了各个领域科学研究和应用的快速发展;此外,大科学计划还培养了大量多学科交叉领域的人才。因此,大科学计划不仅仅是一个项目,而是科学战略,带来的是从科研、技术、产业到人才的全面突破。
问:“基因科技造福人类”是一个口号,还是一个活生生的现实?
刘龙奇:它并非口号,而是体现在我们的每一个决策上。一个项目做还是不做,在华大不光要看有没有创新性,还要看未来能不能推动造福人类。做技术,就要做对领域有重大影响,能人人可及的技术;做疾病研究就要做临床导向的,能助力疾病预防、诊断或治疗的项目;做基础研究就要做对领域有重大推动或具有里程碑意义的创新。我们很多项目从开始设计时就已经考虑了技术、产品、临床应用的全面拉通,团队也做了相应的配置。
问:下一步您计划探索什么?
刘龙奇:我希望做一个细胞工厂。在了解细胞转变规律的情况下,未来能不能去程序化、自动化、规模化地生产人类需要的各种细胞或者器官?这些细胞可以治疗疾病,可以抵抗衰老。
问:如果生命是一本“天书”,这本“天书”的破译究竟到了哪个阶段?
刘龙奇:把生命比喻成一本“天书”是很形象的,但似乎还不足以体现生命的复杂性。人类生命不仅是60亿碱基对,这60亿个碱基对到底发挥了什么作用?为什么能够形成人类这么精密复杂的生命系统?这里面的调控非常复杂,如基因为什么在不同的细胞里面选择性表达?人类37万亿细胞是如何形成的?都有待我们去探索。目前,破译“天书”还处于非常早期的阶段。
问:如果以后脑机结合,机器人也许有自主意识,机器人是不是生命?未来生命的表现形式究竟是什么?
刘龙奇:生命的未来表现形式取决于科技的发展和人类对生命本质的认识。随着技术的进步,我们可能会看到许多令人惊奇的可能,但如何定义和界定这些新的生命形式仍然是一个有待探讨的问题。
如果我们说生命是一种遗传信息的载体,会通过不断适应环境把信息永远传递下去,从这个角度来讲,硅基生命是不是生命?你把机器人设计出来,他可能也一样需要完成一个特定的使命,这么来看,硅基生命和碳基生命有许多相似之处。
问:上个世纪有人说21世纪是生物世纪或者生命世纪,站在21世纪第三个10年的开头,您怎么看这个论调?
刘龙奇:我非常认同这种看法。随着技术进展,生命科学领域的新发现、新成果进入了快速增长期,呈现指数级增长态势,生命科学大数据时代已经到来。同时,生命科学也已进入快速产业化的阶段,包括一系列医疗设备、临床诊断治疗等应用都起来了。一系列事实让我们看到这个领域在科学、技术、产业、人才等各个方面的巨大变化,我相信21世纪一定是生命科学的世纪。
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