► 乔治·丘奇教授在国家基因库
撰文 | 叶水送
责编 | 李 娟
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上周，来自哈佛大学与麻省理工学院共建的博德研究所（Broad Institute）两位天才科学家张锋和David Liu，分别在国际顶级学术期刊《科学》、《自然》杂志上介绍了两种更为强大的基因编辑工具，让学术界为之振奋。
近日，基因编辑领域的先驱之一、哈佛大学医学院遗传学教授乔治·丘奇（George Church）则来到了中国深圳，参加国际基因组学大会（ICG-12）。丘奇教授打算在中国这片生命科学的热土上施展拳脚，推动基因编辑医学应用等方面的工作。
► 丘奇教授在ICG-12上做“Reading & Writing Omics”的主旨报告，摄影/钟欣
在接受《知识分子》的访谈时，丘奇教授表示，“基因编辑领域主要突破性的工作是在美国旧金山和波士顿地区，但未来这种局面将会很快发生改变。”
中国在基因编辑技术的医学应用可能会领先于国际。2015年，中山大学学者首次利用基因编辑技术对人类胚胎细胞进行基因组修饰，引起了全球科学家的广泛关注，同时也让世界看到了基因编辑技术在中国的快速发展。2015年年底，中国科学院积极推动“人类基因组编辑国际峰会”，并最终促成基因编辑领域“华盛顿共识”的达成，完善了中国基因编辑领域的伦理规范。
当被问及如何看待近年来中国生命科学的发展时，丘奇教授表示，“中国高校以及研究涌现众多以及出色的科学成果让人印象深刻，此外还有基因测序的发展及其在健康方面的应用。”他认为，未来中国的生物产业将以指数式发展，“不过它在很大程度上仍可能有赖于国际合作。”
作为在国际各大媒体上经常出现的公众科学家，丘奇教授不拘一格的形象令人印象深刻。1954年8月28日，丘奇出生于美国佛罗里达州，他在杜克大学两年内就获得了动物学和化学学位，但在随后的博士学习阶段，因对课程不感兴趣挂了两门课，被杜克大学扫地出门，于是丘奇就去了“差一点的学校——哈佛大学，并成为诺奖得主沃尔特·吉尔伯特（Walter Gilbert）的弟子。”
但在哈佛大学的校园里，丘奇书写了他在学术以及生物技术领域的传奇。截至目前，他发表的文章数量超过453篇，拥有105项技术专利。他在学术上的成功，源自于“随心所欲”——为满足自己的好奇心孜孜不倦地探索。这一点从他涉猎的多个不同研究领域可见一斑。
在生物技术商业上的成功，除了他本人及科研项目本身具有的魅力外，美国波士顿地区良好的科研成果转化环境，让他总能找到合适的投资或资助。实际上，他所在单位之一——Wyss研究所（Wyss Institute）就是一所应用型的生物工程研究所，重视将基础工作转化应用。丘奇表示，“我会不断地把基础科学，往社会需求的应用上推。”
近年来，他以每年一家公司的速度，不断地孵化新的项目和公司，这些项目来自他多达100余人的巨型实验室。在他看来，“创立公司不仅能帮我的学生或博士后解决就业问题，同时可以吸引投资，拉动地方经济。”
华人天才科学家张锋以及杨璐菡都曾是他的学生，当他们离开实验室后，还在延续与丘奇实验室的学术或产业合作。
近年来，丘奇教授的研究也总能吸引读者的兴趣，最受关注的是恐怕要算“猛犸象复活计划”和“异种器官移植”。
为何要复活猛犸象，丘奇给出了一个非常有趣的理由：为了遏制全球气候变暖。在全球气温逐渐升高的情况下，西伯利亚高寒地区冻土层逐渐融化，并释放出大量的二氧化碳。据丘奇介绍，猛犸象可以吃掉地表的植被，减少因植物分解向大气输入的碳排放。
复活猛犸象还可对其他濒危物种，采取同样的保护手段，一旦它们面临生存危机，就可以用类似的技术恢复这些物种的种群。丘奇表示，“目前这项计划的经费十分充足”，可以让他“开点小差”，先用这笔钱来探究人类疾病方面的研究。
► 猛犸象与亚洲象亲缘关系更近，两个物种分开的时间大致为600万年前，而与非洲象距离较远，图片来自Nature
很多人认为丘奇的猛犸象复活计划，真的要复活这一物种，但实际上他只是打算通过改造现有亚洲象的基因：在亚洲象的基因组中，插入几个猛犸象的基因，以此改变亚洲象的耳朵、皮下脂肪、毛发等性状，使其能够抵御西伯利亚高寒的天气。至于为什么要选择亚洲象？这可能主要考虑到，亚洲象与猛犸象之间亲缘关系更近一些的缘故。
丘奇教授另一项被人广泛热议项目是“异种器官移植”。器官匮乏是当下全球面临的一个严峻问题。仅在中国，大概有200多万人需要移植器官。从人身上来源的器官极为匮乏，这导致很多科学家从猪身上打起了主意。
猪很有可能是理想的器官供体，因为在器官的功能、大小以及可及性上，猪作为器官供体都有无与伦比的优势。
► 如何通过基因编辑技术实现安全的器官移植，图片来自eGenesis.com
但猪作为理想的人类器官供体，需要解决两个问题：异种器官移植带来的免疫排斥和猪器官本身携带的病毒。2017年8月10日，《科学》杂志发表了杨璐菡和丘奇教授的一项重要工作，他们成功地克隆了一批内源性逆转录病毒失活猪（PERV-inactivated pigs），消除了因这些病毒带来异种器官移植时可能引起的免疫缺陷、肿瘤等安全隐患。这项工作主要由生物技术公司eGenesis完成，该公司由杨璐菡和丘奇教授共同创立，致力于通过基因编辑技术为病人提供安全、有效的可供移植的组织和器官。
但也有业内学者认为，异种器官移植需要解决的最大问题，并非猪器官携带的病毒，而是如何减少因器官移植带来的免疫排斥反应。如果在实际应用中，一味强调对猪器官病毒的灭活，可能没有很大的意义。
丘奇对《知识分子》表示，“目前我主要关注的有：1）通过基因编辑猪或人体干细胞实现的器官移植；2）从基因层面全面了解细胞如何抗病毒；3）BRAIN连接组（BRAIN connnectome）以及细胞原位测序蓝图项目；4）国际个人基因组计划（International Personal genome project）。”
自2004年人类基因组计划（HGP）顺利完成后，各国科学家不仅希望能够读取（Reading）人类基因组上的序列，同样也希望能够改写（Writing）基因序列，满足人类的健康需求。也许不久的将来，在丘奇、张锋等国际知名学者的引领下，基因编辑技术不仅是科学研究的利器，同时也能给疾病治疗带来福音，挽救病患，造福人类。
正如丘奇教授上文所暗示的那样，中国在诸多生命科学前沿技术领域仍处于落后地位，需要国际合作才有更好的应用，在基因编辑的研究领域同样如此，中国与美国等国家有较大距离，但在临床应用上，未来中国可能或可以走得更快，这或许就是为什么丘奇教授来到中国，打算推动基因编辑医学应用的原因所在。
制版编辑： 常春藤｜
