落實(shí)全國(guó)兩會(huì)精神·尋找新質(zhì)生產(chǎn)力青年 開(kāi)啟全面深化改革的春天
攝影 陳中秋 制圖 李前芳
“葉子的‘葉’,田野的‘田’,兩個(gè)‘田’都是!
葉田田的自我介紹很簡(jiǎn)短。契合大眾對(duì)于理科生的一般想象,她留著一頭短發(fā),穿著格子衫,臉上時(shí)常露出靦腆、溫和的微笑。
她說(shuō),自己的工作很簡(jiǎn)單,基本是對(duì)著計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù),像獵人一樣從十幾億個(gè)DNA堿基對(duì)中尋找到優(yōu)良性狀相關(guān)的基因。
正如她的名字所攜帶的意象,這些單調(diào)、重復(fù)的數(shù)據(jù)又生長(zhǎng)出無(wú)限的生命力,編織著生命的“基因密碼”。
2022年6月14日,浙江第十家省實(shí)驗(yàn)室湘湖實(shí)驗(yàn)室在杭州蕭山成立。一年后,葉田田從美國(guó)學(xué)成歸來(lái),加入了湘湖實(shí)驗(yàn)室淡水水產(chǎn)核心種源創(chuàng)制團(tuán)隊(duì)。她說(shuō),自己想為家鄉(xiāng)的水產(chǎn)行業(yè)和國(guó)內(nèi)的生物基因工作,開(kāi)發(fā)、驗(yàn)證好的工具和方法。
“90后”科研團(tuán)隊(duì)攻破卡脖子技術(shù)
被聘為湘湖實(shí)驗(yàn)室首席專(zhuān)家之前,顧志敏在浙江省淡水水產(chǎn)研究所工作了38年,當(dāng)了12年的所長(zhǎng),研究方向一直圍繞著新品種開(kāi)發(fā)、健康養(yǎng)殖等方面。
談到葉田田,他不吝贊美:“她很厲害!之前在浙江大學(xué)竺可楨求是班就讀,又到哈佛大學(xué)完成了本科畢業(yè)論文,之后在加州大學(xué)河濱分校完成計(jì)算機(jī)碩士和生物信息學(xué)博士學(xué)位。我們很需要這樣的人才!”
加州大學(xué)河濱分校,位于南加州的洛杉磯以東,以杰出的農(nóng)學(xué)研究聞名全球。在讀博期間,葉田田專(zhuān)攻生物信息的數(shù)據(jù)分析,分析的對(duì)象有很多,人類(lèi)、小鼠、擬南芥、酵母等。
不過(guò),她最想要“捕獵”的基因之一,藏在老家湖州的羅氏沼蝦里。帶著“能不能回國(guó)做點(diǎn)事”的想法,去年7月她回到國(guó)內(nèi)。就在她拿到湘湖實(shí)驗(yàn)室聘書(shū)的一周后,谷歌向她拋來(lái)了橄欖枝。
和葉田田差不多時(shí)間加入湘湖實(shí)驗(yàn)室的還有一批90后科研人才!皥F(tuán)隊(duì)包含1名科研骨干,3名優(yōu)秀青年,5名博士后,靠他們挑大梁。”顧志敏說(shuō)。
除了和數(shù)據(jù)打交道,擔(dān)任副研究員的葉田田,博士后揭育鹍負(fù)責(zé)采集樣本,對(duì)羅氏沼蝦進(jìn)行抗病研究;副研究員嚴(yán)軍軍負(fù)責(zé)基因編輯,劉翠專(zhuān)攻飼料營(yíng)養(yǎng)。
“他們的研究方向涉及整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈,意味著新品種出來(lái)以后,馬上就可以應(yīng)用! 顧志敏介紹,這個(gè)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出的羅氏沼蝦、紅鰲鰲蝦等兩種液相基因芯片,在全球范圍內(nèi)都屬首次,也順道打破了國(guó)外卡脖子的技術(shù),“借助新的液相基因芯片,水產(chǎn)新品種培育時(shí)間能縮短一半,效率提升40%以上”。
在數(shù)以?xún)|計(jì)的堿基對(duì)里解開(kāi)“基因密碼”
生物的性狀主要是由基因決定的,了解了基因就等于找到了深入了解并且改造生物的一把鑰匙。最被大家熟知的,是1990年開(kāi)啟的人類(lèi)基因組計(jì)劃。
魚(yú)類(lèi)、蝦類(lèi)也是如此。水產(chǎn)品的育種,關(guān)鍵在基因。只不過(guò),基因測(cè)序還只是“第一步”。羅氏沼蝦有30多億堿基對(duì),鱖魚(yú)有7億多堿基對(duì)。從大量基因中初步篩選出來(lái)的相關(guān)性基因,依舊是個(gè)不小的數(shù)字,如何進(jìn)行進(jìn)一步精準(zhǔn)定位?
這就輪到葉田田出場(chǎng)了。她的日常工作就是建立數(shù)據(jù)模型,用計(jì)算機(jī)進(jìn)一步解開(kāi)一段段“基因密碼”,將相關(guān)性基因準(zhǔn)確地挖掘、定位出來(lái)。
“我們通過(guò)建立數(shù)據(jù)模型,進(jìn)行基因檢測(cè)分析。比如說(shuō),通過(guò)分析,我們檢測(cè)到長(zhǎng)得高大的個(gè)體中,有幾個(gè)基因出現(xiàn)頻率比較高,就可以認(rèn)為這幾個(gè)基因跟生長(zhǎng)性能相關(guān)!彼f(shuō)。
精準(zhǔn)定位特定基因后,就可以根據(jù)育種目標(biāo),利用基因編輯技術(shù),“敲掉”或者“植入”相關(guān)的基因片段,改良品種。
說(shuō)起來(lái)似乎比較簡(jiǎn)單,但想要精準(zhǔn)捕捉到特定基因通常要花費(fèi)數(shù)以月計(jì)甚至年計(jì)的時(shí)間。“難點(diǎn)在于水產(chǎn)基因組的重復(fù)序列相對(duì)較多,尤其是蝦類(lèi),一整套基因組上可能有很多片段是重復(fù)的,對(duì)于測(cè)序拼裝會(huì)有很大的挑戰(zhàn)和困難!比~田田說(shuō)。
即便如此,這種被稱(chēng)為“全基因育種”的方式正在取代周期更長(zhǎng),不確定性更強(qiáng)的傳統(tǒng)育種。就好像用“高鐵”逐步取代“蒸汽機(jī)”。
因此,像葉田田這樣能掌握基因挖掘精準(zhǔn)定位技術(shù)的人才,無(wú)論是在水產(chǎn)領(lǐng)域還是其他養(yǎng)殖領(lǐng)域,都非常欠缺。
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