謝曉亮做客水木清華生命科學(xué)講座講述單分子水平上的生命
清華新聞網(wǎng)12月22日電 12月10日，清華大學(xué)生命科學(xué)聯(lián)合中心承辦的第35期水木清華生命科學(xué)講座在清華大學(xué)舉行。美國(guó)科學(xué)院院士、哈佛大學(xué)終身教授謝曉亮為廣大師生做了一場(chǎng)題為“單分子水平上的生命：從單分子生物物理化學(xué)到單分子基因組學(xué)”的學(xué)術(shù)報(bào)告，他回顧并展望了他在單分子基因組學(xué)上的基礎(chǔ)研究和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的探索之路。報(bào)告會(huì)由清華大學(xué)副校長(zhǎng)施一公教授主持。
謝曉亮首先介紹了隨著單分子成像技術(shù)在美國(guó)興起，他們開始了單分子酶學(xué)的研究，利用每一次熒光的“亮/滅”對(duì)應(yīng)著一個(gè)酶分子催化狀態(tài)的循環(huán)，使他們第一次實(shí)時(shí)觀測(cè)到了單個(gè)酶分子的化學(xué)反應(yīng)，這個(gè)工作實(shí)現(xiàn)了對(duì)單分子的生物化學(xué)反應(yīng)的實(shí)時(shí)觀察。
圖為謝教授做學(xué)術(shù)報(bào)告。
謝曉亮說，通過單分子技術(shù)對(duì)單個(gè)活細(xì)胞的基因表達(dá)進(jìn)行詳細(xì)的研究，主要著眼于DNA轉(zhuǎn)錄起始和終止的機(jī)理，使分子生物學(xué)的中心法則得到了定量描述。他同時(shí)介紹了細(xì)胞的表型轉(zhuǎn)換可以被證明是由于單個(gè)蛋白質(zhì)分子從DNA的單鏈上隨機(jī)脫落下來造成的，由此他認(rèn)為單分子的小概率事件可以導(dǎo)致非常重要的生物學(xué)結(jié)果。
接下來，謝曉亮著重講述了單分子研究應(yīng)用于個(gè)體化醫(yī)療的進(jìn)展。他指出有研究表明，同卵雙胞胎的基因組實(shí)際上是不一樣的，雖然基因的遺傳普遍遵循孟德爾定律，但在這個(gè)過程中會(huì)有隨機(jī)性變化即點(diǎn)突變（SNV）和基因拷貝數(shù)變異（CNV）的產(chǎn)生，這些變異導(dǎo)致了某些疑難疾病的產(chǎn)生，找到這些變異的產(chǎn)生也就為疾病的診療打開了窗口。隨著新一代測(cè)序儀的發(fā)展，個(gè)體化醫(yī)療也因此成為可能，通過個(gè)人的基因組測(cè)序，將為預(yù)防、檢測(cè)和治療疾病提供個(gè)體化的解決方案。
謝曉亮指出，他們?cè)?012年發(fā)明的新的單細(xì)胞擴(kuò)增方法——“多重退火環(huán)狀循環(huán)擴(kuò)增法”（MALBAC）。這個(gè)技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)是線性擴(kuò)增，而不是指數(shù)擴(kuò)增，不針對(duì)DNA拷貝再做拷貝，只拷貝原始DNA。由此能更準(zhǔn)確地檢測(cè)點(diǎn)突變和拷貝數(shù)變異，將覆蓋率大大提高到了93%。在與BIOPIC的湯富酬教授團(tuán)隊(duì)和北京大學(xué)第三醫(yī)院院長(zhǎng)、輔助生殖醫(yī)學(xué)專家喬杰研究組的合作下，2014年下半年，兩對(duì)攜帶遺傳疾病致病基因的夫婦在利用MALBAC技術(shù)進(jìn)行輔助生殖篩選的幫助下成功生下了健康的嬰兒。此外，他們還將MALBAC技術(shù)應(yīng)用于探索針對(duì)腫瘤細(xì)胞的個(gè)體化診斷和治療。
圖為講座現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)真做筆記的同學(xué)。
最后，謝曉亮指出，單分子手段能夠在單個(gè)分子的層面上檢測(cè)、理解并改善生命過程。講座結(jié)束后，廣大師生對(duì)謝教授的精彩報(bào)告給予了熱烈的掌聲，師生們紛紛表示受益匪淺。
人物簡(jiǎn)介：
謝曉亮教授1984年本科畢業(yè)于北京大學(xué)化學(xué)學(xué)院，1990年在美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校獲博士學(xué)位，他是國(guó)際著名物理化學(xué)家和生物物理學(xué)家，改革開放后中國(guó)大陸赴美學(xué)者中受聘哈佛大學(xué)終身教授（1999年）的第一人。作為單分子生物物理化學(xué)和相干拉曼散射顯微成像技術(shù)的開拓者，他在相關(guān)新興交叉學(xué)科做出了創(chuàng)造性貢獻(xiàn)，培養(yǎng)了大批人才。 謝曉亮教授不僅是生物物理基礎(chǔ)科學(xué)研究的國(guó)際領(lǐng)軍人物，近年來他將單分子技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)問題，并且積極發(fā)展了生物醫(yī)學(xué)成像技術(shù)和新型高通量基因組測(cè)序技術(shù)。2010年以來謝曉亮教授兼任北京大學(xué)生物動(dòng)態(tài)光學(xué)成像中心(BIOPIC)主任，往返中美之間致力于生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)研究與科研成果的產(chǎn)業(yè)化。 謝曉亮教授是大陸留美化學(xué)領(lǐng)域科學(xué)家入選美國(guó)科學(xué)院的第一位院士，并多次獲得國(guó)際化學(xué)，光學(xué)及生物研究獎(jiǎng)， 其中包括2015年的阿爾伯尼生物醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
供稿：生命科學(xué)學(xué)院 編輯：文 杰
