復(fù)旦上醫(yī)徐彥輝團(tuán)隊(duì)：打開基因轉(zhuǎn)錄“黑匣子” 探尋生命中心法則
科技是第一生產(chǎn)力、人才是第一資源、創(chuàng)新是第一動(dòng)力。國(guó)家科技創(chuàng)新力的根本源泉在于人。為全面深入貫徹全國(guó)和上海市教育大會(huì)精神，聚焦建設(shè)“五個(gè)中心”和高水平人才高地重要使命，深入推進(jìn)教育科技人才一體發(fā)展，市教衛(wèi)工作黨委、市教委認(rèn)真實(shí)施“東方英才計(jì)劃”，為加強(qiáng)戰(zhàn)略人才自主培養(yǎng)提供強(qiáng)有力的智力支撐和人才保障。
2024年，全市教衛(wèi)系統(tǒng)遴選推薦13個(gè)高水平人才團(tuán)隊(duì)入選“東方英才計(jì)劃”團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目，以服務(wù)國(guó)家和上海重大戰(zhàn)略需求和解決“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)為己任，教書育人、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、砥礪奉獻(xiàn)。日前，上海市教委政務(wù)微信“上海教育”推出教衛(wèi)系統(tǒng)“東方英才”優(yōu)秀事跡，報(bào)道了2024年“東方英才計(jì)劃”團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目、復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院徐彥輝團(tuán)隊(duì)探索生命科學(xué)中心法則、勇攀科學(xué)高峰的故事。
三年內(nèi)連續(xù)在《科學(xué)》（Science）雜志發(fā)表6篇研究論文，直擊生命科學(xué)中心法則的核心。近年來，復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院徐彥輝團(tuán)隊(duì)深耕基因轉(zhuǎn)錄領(lǐng)域研究，揭示了轉(zhuǎn)錄多個(gè)過程的分子機(jī)制，逐步打開轉(zhuǎn)錄過程的“黑匣子”，團(tuán)隊(duì)成果得到國(guó)內(nèi)外同行高度評(píng)價(jià)，被認(rèn)為是分子生物學(xué)領(lǐng)域的重大突破性進(jìn)展。2022年，團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院、生物醫(yī)學(xué)研究院雙聘研究員徐彥輝入選首批“新基石研究員項(xiàng)目”。2024年12月，團(tuán)隊(duì)入選上海市東方英才計(jì)劃團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目。在徐彥輝看來，科研是一項(xiàng)長(zhǎng)期主義的事業(yè)，團(tuán)隊(duì)永遠(yuǎn)在探索未知世界的路上，通過研究揭示生命的復(fù)雜和精妙。
科研創(chuàng)新揭示轉(zhuǎn)錄過程分子機(jī)制
生命的遺傳物質(zhì)是DNA，DNA可以通過轉(zhuǎn)錄形成RNA，RNA通過翻譯的過程合成蛋白質(zhì)。轉(zhuǎn)錄是生命科學(xué)中心法則的核心，是基本和復(fù)雜的細(xì)胞內(nèi)生命活動(dòng)。這一過程不僅對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)和發(fā)育至關(guān)重要，同時(shí)也對(duì)生物體對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)起著決定性作用。
長(zhǎng)期以來，這一過程一直蒙著神秘面紗，徐彥輝團(tuán)隊(duì)要做的，正是打開這個(gè)“黑匣子”，通過分子層面的研究了解生命體發(fā)育與器官發(fā)育的底層邏輯，從而對(duì)生命和疾病有更深層次的了解。
轉(zhuǎn)錄是一個(gè)快速的動(dòng)態(tài)過程，稍縱即逝，要將剎那定格為永恒并非易事。團(tuán)隊(duì)經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，設(shè)計(jì)了一系列的轉(zhuǎn)錄模板，可以控制RNA聚合酶II停在轉(zhuǎn)錄最初17個(gè)堿基時(shí)的任意一個(gè)堿基位置，好比讓連貫的場(chǎng)景變成一幀幀定格畫面，通過捕捉每一幀畫面，串聯(lián)成一部動(dòng)態(tài)“電影”。這部“電影”首次描繪出了連續(xù)的轉(zhuǎn)錄起始動(dòng)態(tài)全過程，揭示完整轉(zhuǎn)錄起始過程及其分子機(jī)制。該成果于2023年12月22日發(fā)表于《科學(xué)》雜志。
近年來，團(tuán)隊(duì)建立體外重構(gòu)轉(zhuǎn)錄起始超大復(fù)合物方法，結(jié)合生物化學(xué)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)分析，“拍攝”轉(zhuǎn)錄機(jī)器工作中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過連接這些三維圖景重現(xiàn)轉(zhuǎn)錄起始的基本過程。研究工作揭示了轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的啟動(dòng)子識(shí)別、分步組裝、轉(zhuǎn)錄激活、染色質(zhì)對(duì)轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物組織和激活等多個(gè)過程的分子機(jī)制。
十年磨一劍帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)共同成長(zhǎng)
“當(dāng)我們想進(jìn)入到這個(gè)領(lǐng)域的時(shí)候，我們也可以走簡(jiǎn)單的路，但是我們希望從根本上去回答這個(gè)問題，用最復(fù)雜的完整的復(fù)合物去開展研究。”徐彥輝表示。
轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控示意圖。黃色數(shù)字標(biāo)注是徐彥輝團(tuán)隊(duì)過去幾年來在轉(zhuǎn)錄起始方向取得的代表性成果。
事實(shí)上，十年前，徐彥輝選擇轉(zhuǎn)錄這個(gè)研究方向時(shí)并不被看好，甚至還遭到“勸退”，因?yàn)楫?dāng)時(shí)學(xué)界相關(guān)領(lǐng)域的研究成果幾乎被國(guó)外幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室所主導(dǎo)。“說實(shí)話，我也不知道到底能不能做出成果，但我明確的是，我想比之前做得更好一些，能夠解決一些更為重要的科學(xué)問題。”徐彥輝坦言，在科研上，自己就是這樣一個(gè)“任性”的人，相比可能遭遇的困難，他更關(guān)注研究本身的價(jià)值。
如今，十年磨一劍，團(tuán)隊(duì)接連涌現(xiàn)的研究成果已經(jīng)達(dá)到甚至一定程度超越國(guó)際頂尖實(shí)驗(yàn)室。在共攀高峰的過程中，“主動(dòng)擁抱挑戰(zhàn)，不墨守成規(guī)”已經(jīng)漸漸成為團(tuán)隊(duì)成員的科研共識(shí)，“很多情況下，實(shí)驗(yàn)的失敗是常態(tài)，但我們?nèi)砸徊讲侥_踏實(shí)地去探索、去嘗試，至于結(jié)果，就是努力過后的水到渠成。”徐彥輝表示。
徐彥輝的大部分時(shí)間都泡在實(shí)驗(yàn)室，與團(tuán)隊(duì)的師生一起跟進(jìn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，頭腦風(fēng)暴研究方案。學(xué)生的獨(dú)立思考能力是徐彥輝十分看重的，哪怕是一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，徐彥輝也不會(huì)直接告訴學(xué)生應(yīng)該怎么做，而是和他們分享交流自己對(duì)于解決一個(gè)科學(xué)問題的思考過程，從而幫助學(xué)生形成自己的思考模式。
如今，團(tuán)隊(duì)中不少青年學(xué)者已逐漸從科研新手成長(zhǎng)為能夠獨(dú)當(dāng)一面的優(yōu)秀科研工作者。團(tuán)隊(duì)成員、復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院青年研究員陳曦子2022年入選中國(guó)科協(xié)第七屆“青年人才托舉工程”。
推進(jìn)技術(shù)突破探索未知世界
團(tuán)隊(duì)的前沿成果也逐漸顯現(xiàn)溢出效應(yīng)。在團(tuán)隊(duì)講授的分子生物學(xué)課堂上，團(tuán)隊(duì)成員與醫(yī)學(xué)生們分享最新的科研成果以及背后的故事，引導(dǎo)醫(yī)學(xué)生們關(guān)注和思考前沿問題。團(tuán)隊(duì)也正在參與教育部“101計(jì)劃”教材編制，將最新進(jìn)展、前沿內(nèi)容寫進(jìn)教科書。
談及下一步的科研打算，徐彥輝表示，團(tuán)隊(duì)正在努力推進(jìn)新的技術(shù)突破。“隨著技術(shù)的逐步進(jìn)步，我們研究的體系就可以越來越復(fù)雜”。在最新發(fā)表的《科學(xué)》論文成果前期研究過程中，為了獲得高分辨率結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，團(tuán)隊(duì)利用復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院平臺(tái)300kV冷凍電鏡采集了約110天，共58萬(wàn)張照片數(shù)據(jù)，為成果的誕生提供了關(guān)鍵的支持。
“現(xiàn)在興起的AI4S(AI for Science)肯定也會(huì)對(duì)我們的研究技術(shù)革新有所幫助。”徐彥輝表示，人工智能時(shí)代，更好的工具可以促使科學(xué)家去挑戰(zhàn)更高難度的科學(xué)問題，而科學(xué)家要做的，是那些人工智能替代不了的事。“我們都是站在幾十年生化和結(jié)構(gòu)研究基礎(chǔ)上，才能得到現(xiàn)在的一些發(fā)現(xiàn)。我們對(duì)于生命的分子事件的理解還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到真實(shí)的程度，還有很多未知的東西需要我們?nèi)ヌ剿鳌！?/span>
本文鏈接：http://www.albanygandhi.com/news-3-2138.html復(fù)旦上醫(yī)徐彥輝團(tuán)隊(duì)：打開基因轉(zhuǎn)錄“黑匣子” 探尋生命中心法則
聲明：本網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容由互聯(lián)網(wǎng)博主自發(fā)貢獻(xiàn)，不代表本站觀點(diǎn)，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任。天上不會(huì)到餡餅，請(qǐng)大家謹(jǐn)防詐騙！若有侵權(quán)等問題請(qǐng)及時(shí)與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將在第一時(shí)間刪除處理。
