《自然》2015十大人物公布 两华人科学家入选

值得一提的是,这十大人物中出现了两位中国面孔,分别是中山大学副教授黄军就,和在中国出生成长的美籍华裔化学家鲍哲楠。

2015年关将至,科学界也开始了年终盘点。2015年12月17日,最新出版的英国《自然》杂志封面故事公布了2015年度十大人物,总结2015年对于科学产生重大影响的十个人。值得一提的是,这十大人物中出现了两位中国面孔,分别是中山大学副教授黄军就,和在中国出生成长的美籍华裔化学家鲍哲楠。

黄军就:争议人类基因编辑

中国中山大学生命科学学院副教授黄军就上榜的原因是,他的研究团队发表了世界上第一篇编辑修改人类胚胎基因的论文,并在全球引发巨大的伦理争议。

2015年4月,黄军就研究团队在《蛋白与细胞》(Protein & Cell)杂志发表论文,利用Crispr-Cas9技术试图修改人类胚胎中一个可能因突变导致β-地中海贫血症的基因。

为了避免伦理争议,实验使用了缺陷胚胎——由当地医疗机构提供,均无法发育成婴儿,不能正常出生。86个胚胎,48小时后,有71个胚胎存活,其中54个接受了基因测试,仅有28个胚胎的基因被成功修改,但只有一小部分包含替代的遗传物质。

“如果想要在正常胚胎中编辑基因,必须确保成功率接近100%。”黄军就说,“这就是为什么我们停止了实验,我们认为该技术还太不成熟。”

黄军就

比起实验的不完美,伦理争议显然更困扰黄军就。最初他们将论文投向《自然》和《科学》杂志,但均因伦理问题而遭拒绝,只好转而投向名气较小的国内英文期刊《蛋白与细胞》。

“我们希望避免伦理争议。”黄军就曾告诉《自然》。但事与愿违,文章发表之后,还是在全球掀起一片争议浪潮。

科学界的意见呈两极分化。2015年12月份在美国刚落幕不久的人类基因组编辑国际峰会上,初步达成共识,即如果用基因编辑技术来改写人类胚胎基因,目前不可以用于生育。有人担心非法诊所会使用这项不成熟的技术。一些科学家认为该技术可用于研究,也有人说研究也应禁止,以防灾难性后果。

该实验也发现,Crispr-Cas9技术在修改人类胚胎基因方面远不成熟。研究者看到了大量非目标基因突变现象——这种意外突变可能具有破坏性。与过去老鼠胚胎或人类成体细胞基因修改研究相比,此次实验中观察到了远高于前者的突变比例。

黄军就认为,他的团队可能只观测到一部分突变,因为他们只关注了基因组的一部分即外显子组,“如果我们做了全基因组测序,将会知道得更多。”他说。

批评者认为实验成功率低,而且“基因脱靶”现象很多,可能是使用缺陷胚胎所导致。黄军就认可这些批评,但是因为没有正常胚胎里基因编辑的先例,所以他也无从得知该技术是否会在正常胚胎里有不同表现。

他仍然认为,比起动物模型和成人细胞,这些问题胚胎是一个更有意义的模型,因为更接近正常人类胚胎,“我们想向全世界公布这些数据,所以人们可以知道这些模型发生了什么,而不是在没有数据的情况下,只是泛泛谈将会发生什么。”

黄军就说,“其他的基因编辑技术也许会有用。Crispr-Cas9技术相对高效好用,但另一种叫做TALEN的系统据说可以减少意外突变。”

其研究合作者、中山大学生命科学学院院长松阳洲教授告诉财新记者,他同意国际观点,目前在成人细胞基因编辑方面具有可能。“国际公认成人细胞实验可以做,我们还是按照国际共识去做比较好。”

黄军就曾向《自然》表示,他预测世上第一个编辑基因的婴儿呱呱坠地,或许要到50年或100年之后。“但是谁知道呢,十年之前,没有人知道Crispr。”他说,“我们都不知道未来会发生什么。”

鲍哲楠

鲍哲楠:发明完美的人造皮肤

自2008年以来,斯坦福大学化学工程系教授鲍哲楠致力于研发人造皮肤,2015年又取得重大进展。2015年10月,鲍哲楠团队在《科学》杂志发表论文,描述了这种人造皮肤模拟触觉的机理。这种皮肤敏感到可以感知蝴蝶和苍蝇落在表面的“触觉”并作出反应。鲍哲楠说,人造皮肤将来也许可以用于换肤,把它裹装在所需部位,能让烧伤病人重新获得触觉。

人体皮肤之所以有触觉,是因为在受到外界刺激时,分布在皮肤上的传感器会将刺激强度转化为电压脉冲,传递到大脑。人造皮肤的原理即是如此。鲍哲楠团队研制出的人造皮肤像纸一样薄,具有双层结构,外层是感知压力的传感器,由塑料和碳纳米管制成,内层是柔性电子电路,可以把压力信号改变成电子信号,传递给大脑,刺激神经元。

来自麻省理工学院、研究神经接口和材料的科学家 Polina Anikeeva评价称,鲍哲楠多年致力于让这种材料更加完美,她的实验室聚集了大约40位化学家,化学工程师和材料科学家,实现了高度的多学科融合。 “这不仅仅靠一个想法。”Polina Anikeeva说,“许多想法汇在一起才使其成为可能。”

鲍哲楠称自己的研究灵感往往来自大自然,“如果我们知道如何设计出具有同等复杂度的材料,那么就能解决真实世界里的问题。”研究人造皮肤,最早是从机器人身上获得灵感。当她知道,机器人没有触觉,爬到墙的顶上,没有东西可以抓住就会掉下来时,想到自己一直在做的柔性材料、电子材料,“应该很适合用来做传感器,放在机器人身上,作为人工皮肤。”

“我们还有很工作需要去做。”鲍哲楠说,她希望人造皮肤有朝一日可以为医疗事业带来变革,“现在已经看到了这条道路。”

鲍哲楠1970年出生于江苏南京,1987年考取南京大学化学系,她的父母当时是南京大学教授,鲍哲楠最初就是在南京大学母亲的实验室里接触到高分子化学。完成三年本科课程后,鲍哲楠于1990年移民美国,进入伊利诺州立大学芝加哥分校化学系,1995年在芝加哥大学博士毕业后直接进入贝尔实验室工作,2004年后在斯坦福大学工作至今。

唐门

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