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矢志揭开胚胎发育之谜​ ——走近2019年度追求卓越教师奖获得者高绍荣教授团队

来源:新闻中心   时间:2019-06-18  浏览:

“刚刚把中长期规划干细胞研究方向的调研报告发给科技部。”5月31日清晨,2019年度“追求卓越奖”获得者、我校生命科学学院院长高绍荣告诉记者。近年来,高绍荣团队科研及人才培养交出了漂亮的成绩单,奥秘何在?

高绍荣

深夜那亮光:好成绩都是奋斗出来的

5月31日,记者7:40不到就来到绿树丛中的医学与生命科学实验教学中心二楼,这里大大小小、形形色色的各种器皿,一排、两排、三排,一溜儿排过去,贴着墙还有各色架子、罐子、管子,架上挂着的是各种电动牙刷样的移液器;另一间实验室里,满满当当的仪器因为没开灯看不清,只有清晨的光线把桌子、凳子涂上一层“白霜”,看起来很有型的样子,仿佛莫奈笔下的景物。“这间小的名叫胚胎实验室,里面都是一个个挑出来的单细胞,要借助这些仪器完成制作与分离。若是有较大价值,就会再送到里面那间高级实验室继续分析计算。”领我参观的李老师介绍,若是不小心掺了丁点儿异物(如粉尘、细菌、毛发,甚至谷物、昆虫等),可能就报废了。

说着,看着,一个又一个人影从我身边悄无声息地“飘”过,他们有的进入隔壁开敞房间的岗位,有的身着白大褂推门进到里面。我看看那间身形飘进飘出的小房间墙上,一溜儿白大褂,五六分钟间就只剩下那排灰色的挂钩儿了。

“真早啊!可都是20多岁的年轻人啊!”看着这景象,记者很是感慨。

“也有30多岁的。大都是研究生和年轻教师。”李老师说。他们这里,晚上大家常常是做研究到10点以后才走的,这么早又来了。这个工作状态,记者从土木学院李杰教授那里得到了印证,他感慨:“高绍荣老师带的这帮年轻人真勤奋!常常晚上12点时,还是灯火通明。高老师他们来了之后,现在整个同济生科院潜心科研的风气都被带动起来,还引进了大量人才,同济生科的发展正蒸蒸日上。”


科研:耕耘迎来果累累

   不向光阴惰寸功的团队有一位躬身力耕的“大牛”。作为教育部长江学者特聘教授和中组部万人计划领军人才,高绍荣领导的团队长期从事早期胚胎发育和体细胞重编程的表观调控机制以及干细胞转化医学研究。

2009年,他带领的团队与中国科学院动物研究所周琪院士团队共同在iPS细胞(即诱导多能干细胞,是通过基因转染等技术将特定转录因子导入人或动物体细胞,使体细胞直接重构为胚胎干细胞样的多潜能细胞。研究在世界上首次证明了iPS细胞的真正多能性,为我国干细胞研究赢得了国际话语权,这一突破性成果被美国时代杂志评选为2009世界十大医学突破之一。该成果也获得国家自然科学二等奖。

2016年9月,高绍荣课题组在《自然》(Nature)发表论文,在国际上首次从全基因组水平揭示了哺乳动物植入前胚胎发育过程中的组蛋白H3K4me3(是指组蛋白第三亚基四号赖氨酸的三甲基化)和H3K27me3(组蛋白亚基第27号赖氨酸甲基化)修饰建立过程。“这一突破性研究成果为优化植入前胚胎的质量提供了可能,有望帮助提高辅助生殖技术的成功率,造福更多反复流产、胚胎停育、不孕不育患者;并通过优化胚胎发育环境有效提高新生婴儿的健康水平。”业内专家评价说。这一成果入选2016年“中国生命科学十大进展”。

伴随着研究的深入,高水平的论文不断刊发包括《自然》《科学》《细胞·干细胞》等国际著名学术期刊,总数已有数十篇。高绍荣多次受邀为《细胞·干细胞》杂志撰写评论文章;并受邀为《细胞》杂志iPS十周年专题撰写评述,他也多次受邀参加包括国际干细胞学会等有重大国际影响力的学术会议并做大会特邀报告。他曾获得了包括国家自然科学二等奖,周光召基金会杰出青年基础科学奖、谈家桢生命科学创新奖和干细胞研究创新奖等多项奖励。

高绍荣团队

近年来获得多个大项目

“团队在研的项目资助总额超过八千万元。”高绍荣团队一位成员告诉记者。这些项目包括2016年获得国家重点研发计划项目资助的“组蛋白及DNA修饰在细胞编程与重编程过程中的相互关联及动态调控机制研究”;2017年,高绍荣牵头的国家基金委创新研究群体项目,研究骨干包括康九红教授、张勇教授和江赐忠教授。

高绍荣介绍,2016年获得资助的科技部重点研发计划项目,主要进行干细胞命运决定中关键组蛋白修饰与DNA修饰相互关联及动态调控机制研究,下设三大项目目标:揭示早期胚胎发育中DNA甲基化与关键组蛋白修饰建立的模式、动态变化规律及对胚胎命运发展的调控机制;鉴定新型表观遗传修饰与相应的修饰酶体系,阐述其在干细胞命运转变中的模式、调控作用与机制;揭示细胞重编程及定向分化中关键组蛋白修饰与DNA修饰对干细胞命运转变的调控机制。

2017年高绍荣获得的基金委创新研究群体项目主要围绕三个模块进行:早期胚胎发育包括正常受精胚胎和体细胞克隆胚胎发育的表观遗传机制,主要由高绍荣教授和张勇教授负责;鉴定可能参与影响早期胚胎发育与体细胞重编程的关键分子,主要由高绍荣教授、张勇教授和江赐忠教授负责;体细胞诱导重编程的表观遗传机制,主要由康九红教授、高绍荣教授和江赐忠教授负责。

目前,这两个项目已经取得可喜的进展。其中包括揭示了在克隆胚胎发育早期,遗传自供核细胞的DNA再甲基化记忆是体细胞核移植中一种新的表观遗传障碍,打破克隆胚胎中的多种表观重编程壁垒能提高克隆效率和发育潜能;首次在全基因组水平上揭示了小鼠植入前及植入后胚胎发育过程中异染色质修饰H3K9me3的重编程过程;报道了长链非编码RNA调控心肌分化和发育的表观遗传机制;首次对人和小鼠原始生殖细胞发育过程中染色质的开放状态进行了精确注释;阐明母源因子Stella通过阻止DNMT1(DNA甲基化酶1)介导的从头DNA甲基化来保护卵母细胞基因组。


人才:好项目出好苗子

   高绍荣说,随着裴钢院士2007来到同济大学,同济的生命科学研究开始快速发展。当时干细胞研究也因为诱导多能干细胞即iPS细胞的出现,成为生命科学领域最前沿领域之一。干细胞研究作为一个新兴的研究领域,国内外研究水平当时的差距并不大,国内的研究也刚刚起步,在这种背景下同济大学果断地将干细胞研究作为生命医学的核心研究方向。随着国内外从事干细胞研究的年轻科学家逐渐汇聚在同济,目前同济大学生命医学已经发展成为我国最具影响力的干细胞基础和转化医学研究的中心之一,人才培养同样取得了喜人的成绩。

“看到这些拼搏的年轻人,我既高兴又心疼。”李杰教授的舔犊之情溢于言表。“形势逼人,不拼哪行啊!”高绍荣说。目标已定、路线已有,剩下的就是冲锋了,这是记者清晨走在雨后的校园,一路上带雨的黄灿灿的金丝桃花盛开,白色的夹竹桃花在地上铺了厚厚的一层雪,闻着草香、花香的清爽空气,然后又在高绍荣团队实验室见到那些可能深夜方归清晨又来的年轻人,谁说他们的身上不带有清晨花草那清新气息?!这种气息正是科学研究需要的。

糖尿病是一类严重威胁人类健康的慢性疾病。目前我国为糖尿病第一大国。糖尿病治疗的核心问题在于补充缺损的β细胞。高绍荣团队中的乐融融正在与李维达(青年千人)团队合作,展开“利用体内微环境实现糖尿病中胰岛细胞转分化再生的机制研究”。该项目将利用微量细胞组学技术,研究病理条件下如肥胖和衰老对胰岛β细胞再生和维持的影响、病理条件下免疫系统错误攻击胰岛β细胞的分子机制,进而揭示体内胰岛β细胞再生和功能维持的关键信号通路和再生因子,以期找出针对人类糖尿病的干细胞疗法,优化人胰岛β细胞再生技术。乐融融是上海晨光计划资助的年轻人。像她这样的年轻人团队里很多:

获得中组部青年拔尖人才的高亚威;扬帆计划的王译萱;晨光计划的王译萱、高亚威、乐融融、刘文强、陈嘉瑜;青年科技启明星高亚威、刘文强、陈嘉瑜;上海市人才发展基金获得者陈嘉瑜;中国科协青年人才托举工程的高亚威、陈嘉瑜等。还有博士后人才培养人才,其中包括有上海市超级博士后计划何文腾、吴秋,国家“博新”计划高睿、王晨飞等。“近几年同济生命口的青年人才,有许多出自高绍荣实验室。”校有关部门负责人介绍。(程国政)


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