中國生物學界出了件大事：中國科學家獨立搞出了一種新的酵母！這被認為是繼上世紀60年代，中國人工合成牛胰島素和tRNA之后，中國在合成生物學領域的又一個重要貢獻和重大突破。

（一）

8月2日，國際頂尖的科學期刊《自然》同時上線了兩篇重量級論文，一篇來自紐約大學系統(tǒng)遺傳學研究所的Jef Boeke團隊，他們成功將釀酒酵母的16條染色體彼此“融合”，縮減到2條染色體。而另一篇出自中科院上海生命科學研究院，植物生理生態(tài)研究所的覃重軍等實驗室則更進一步，將釀酒酵母的全部16條染色體融合成了1條染色體。

歷經(jīng)4年努力攻關，他們在國際上，首次人工創(chuàng)建了單條染色體的真核細胞。這項工作完全由中國科學家獨立完成，是在“人造生命”領域具有里程碑意義的重大突破。

“染色體”這個概念，大家多多少少應該都有聽過。諸如動物、植物和真菌之類擁有復雜細胞結構的生物（也就是真核生物），它們的遺傳物質——DNA就存在這種叫做染色體的結構上。生物學教科書中，將自然界存在的生命體，分為真核生物和原核生物。所有真核生物細胞含有的染色體有多條，且都是線型結構，如人類、小鼠、釀酒酵母等都是真核生物。而原核生物細胞含有的染色體通常只有一條，且是環(huán)型結構，如大腸桿菌、破傷風菌等許多細菌。

染色體結構示意圖。

不同的真核生物所擁有的染色體數(shù)量可謂天差地別：比如人類擁有23對染色體，我們做實驗的小白鼠有20對染色體，家里的汪星人則有39對染色體。在這之前，自然界從沒發(fā)現(xiàn)過一條染色體的真核生物。

人類能否創(chuàng)造生命？

2010年，《科學》雜志曾報道，美國科學家做出世界首個“人造生命”：與天然染色體序列幾乎相同的原核生物支原體，但由于科學家對其生命密碼沒有完全掌握，并未對其進行任何改造，只是單純地復制。

此次，覃重軍團隊把釀酒酵母細胞里原本天然的16條染色體，人工融合成單條染色體，且仍具有正常的細胞功能。既改變了染色體的結構，又仍保有生命的“活性”，人工蛻變出一個全新細胞。該項工作表明，天然復雜的生命體系也可通過“人造”變簡約，自然生命的界限可以被人為打破，甚至可以人工創(chuàng)造全新的自然界不存在的生命，為人類對生命本質的研究開辟新的方向。

為什么選擇釀酒酵母？

作為1996年第一個完成基因組測序的真核生物，釀酒酵母是日常發(fā)酵中最常用的生物種類，不僅用于制作面包、啤酒等，還是用于生命科學研究的代表性真核生物。

值得一提的是，覃重軍等在論文中利用Hi-C技術表征了含有1條、2條、9條和16條染色體的酵母基因組3D結構。與野生型菌株相比，在只有1條染色體的酵母細胞中，幾乎所有（99.7%）的染色體間顯著相互作用都消失了，并且引入了一些新的染色體間相互作用，與此同時，67.4%的染色體內相互作用也消失了。非常有趣的是，論文還表征了更加細微的基因尺度的染色質相互作用，結果顯示，包含不同染色體數(shù)目的酵母有很相似的局部染色質結構?；谶@些數(shù)據(jù)，作者推測，在酵母中染色體間相互作用對總體基因轉錄影響很小，真正影響的可能是局部的染色質結構。與此用時，釀酒酵母通常還是研究染色體異常的重要模型，其1/3基因和具有23對染色體的人類基因同源。覃重軍團隊創(chuàng)建的單條線型染色體酵母將來或為眾多研究課題提供模型。同時，它還可以為研究人類端粒功能及細胞衰老提供模型。

此次，覃重軍研究團隊在 “合并染色體”的國際競爭中拔得頭籌。連他最強勁的競爭對手——美國科學院院士、紐約朗格尼醫(yī)學中心的杰夫·博伊克，都忍不住來問他，究竟是怎么會想到要這么做，又是怎樣完成染色體 “十六合一”的？因為博伊克的實驗室用了相同的技術路線，但只融合到兩條染色體。

“這是只有外行才敢想的念頭，一開始沒多少人覺得我能做出來。”覃重軍非常感謝植生所給了他寬松的氛圍，支撐他度過了最艱難的時光，“整整五年，我沒有發(fā)表一篇與酵母相關的論文，換在別的單位，或許早就讓卷鋪蓋走人了。”

（二）

研究結果出來后，多名國際同行都向覃重軍發(fā)出了合作邀請，希望能盡快將這種酵母進行產業(yè)化?？神剀娪X得，他身上還肩負著更重要的使命，他想用這種酵母，開展人類疾病的研究。位于染色體兩頭的端粒是他的下一個目標?？茖W家已經(jīng)知道，人類的衰老、基因突變、腫瘤形成等都與端粒的縮短密不可分，當端粒變得不能再短時，細胞就會死亡。

覃重軍（右）與團隊成員邵洋洋在實驗室進行試驗研究

但是，覃重軍在媒體面前也流露出內心焦慮：論文的第一作者、掌握了自己學術思想和實驗關鍵技術的博士生邵洋洋正在申請海外博士后，其中就包括此次與他們同時發(fā)表類似論文的美國同行實驗室。

照理說，這樣的研究所對優(yōu)秀博士畢業(yè)生應該具有相當吸引力。但邵洋洋斟酌再三，還是決定申請海外博士后。的確，以此次單染色體人工酵母的工作，她可以申請到全球合成生物學領域任何一個頂尖實驗室。去那些實驗室接受訓練和熏陶，這是每個年輕博士所向往的。

“為了學生的前途考慮，我希望她出國，但為國家考慮，我真希望能留住她。”覃重軍無奈地說，按照國內學術圈現(xiàn)行的 “游戲規(guī)則”，年輕人若在國外實驗室做出好的工作再回國，就能比不出國的青年科學家獲得更多科研經(jīng)費支持和房貼，申請人才計劃、科研項目都更有優(yōu)勢。

《Nature》曾調查超過3600名研究員的薪水，超過半數(shù)表示自己為了科研事業(yè)犧牲了生活質量，其中有20%的被調查者表示不會向學生推薦科研職業(yè)。對于大多數(shù)普通人來說，搞科學研究充滿風險且代價昂貴。數(shù)個世紀以前，科學家多數(shù)是貴族出生，而今天的情況比那時也沒好多少。其中對中國的研究顯示，進入頂尖大學的官員和富商的子女比例更高。出生于貧困家庭的科學家經(jīng)濟負擔很重，對博士后和初級研究員來說壓力更大，所以很多人因此轉向了海外。雖然有關部門已經(jīng)開始利用高薪吸引海外科學家歸國，但能夠得到高薪的科學家畢竟只是其中的極少一部分人。

雖然研究組人手十分緊張，但是作為導師有什么理由阻止她出國做博士后呢？寬松而有活力的 “學術土壤”在國內盡管還不多，但越來越多的 “星星之火”已經(jīng)出現(xiàn)。不必遠尋，就在生命科學領域，上海就有多個研究所具備了專注學術、寬容失敗、奮力創(chuàng)新科研氛圍，而且具備了國際一流的研究實力。但從整個科研大環(huán)境來看，“海歸”標簽依然在科研經(jīng)費獲取、人才評價等方面起著重要作用。不久之前，中國科學院神經(jīng)科學研究所博士后劉真受聘為研究組長，他也曾為是否出國做博士后而糾結過。盡管他留在國內并做出了世界首批克隆猴這樣的杰出工作，但在科研啟動期所獲得的資助仍比不上 “海歸”們。

“一個優(yōu)秀博士生的流失，不僅意味著一段黃金創(chuàng)造力的流失，也可能將國內實驗室的創(chuàng)新科研思路帶給競爭對手?！?/span>痛心之余，覃重軍疾呼，能否更公平地對待不同路徑成長起來的人才，適時轉變人才評價方式，讓優(yōu)秀博士生不必為了“海歸”標簽而出國。

能否根據(jù)真實學術水平和實際科研貢獻，給予海內外青年人才同等待遇？這個話題再次擺在了我們面前。

編輯整理：科協(xié)改革進行時