再次组织Science专刊张国捷只认

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《中国科学报》记者胡珉琦

13年前,博士毕业不久的张国捷胡子拉碴、风尘仆仆,在丹麦、英国、德国、西班牙、美国满世界跑。为了发起万种鸟类基因组计划,他“游说”科研团队跟他合作。同事惊叹于他练就了去任何地方不用倒时差的本事。张国捷却笑说,是他体质如此。

从申请第一笔项目经费失败,直至年收到《科学》编辑部邀约,以专刊形式一次性发表了8篇关于鸟类生命演化谱系及比较基因组学的研究论文,张国捷花了4年时间,和另两位负责人一起,让这个大型的比较基因组学国际合作项目走上正轨。

年6月2日,浙江大学生命演化研究中心教授张国捷和中国科学院昆明动物所研究员吴东东主动出击,再次向《科学》编辑部“要”来了一本研究专刊,一次性发表了8篇论文。同时,另有3篇论文在《科学进展》《自然-生态与演化》上刊登。

《科学》专刊封面。张国捷团队供图

这一次,他们共同发起的是一项灵长类基因组计划,并组建了国际灵长类研究联盟。年至今,合作团队共分析了14科38属共50种灵长类动物的基因组数据,涵盖了灵长类动物的各主要类群,并在多个方面积累了多项成果。

张国捷平时话不多,却极有主见。他并不是典型的“社牛”,却总喜欢拉一帮国内外科学家聚到一起“搞事业”。

他在接受《中国科学报》专访时说:“我们的视野所及,决定了我们对于客观世界的理解,而我们所产生的数据规模和挖掘数据的能力,决定了人类视野的边界。”

张国捷查看黑猩猩标本。受访者供图

两次组织《科学》专刊

《中国科学报》:

为什么要发起灵长类基因组计划,组建国际灵长类研究联盟?

张国捷:

这个项目是年我和吴东东一起发起的,当时我在昆明动物所担任客座研究员。昆明动物所一直把灵长类基因组研究作为一个重点研究方向,原因是灵长类演化问题是人类演化过程中非常重要的一个环节。

我们的基因组既含有人类演化过程中产生的独特变异,也保留了灵长类漫长演化过程中塑造而成的遗传背景。通过比较基因组,不仅能够回答包括人类在内的灵长类物种如何起源,而且可以详细刻绘我们身上每个基因、每个碱基的演化过程和变异模式,从而为理解人类创新性状和疾病发生的机制提供许多重要借鉴。

虽然国内外有不少团队在做灵长类演化相关研究,但始终缺乏更大尺度的比较分析。尤其在国内,灵长类物种资源并不丰富,大量样本分布在非洲、南美,有些物种非常罕见。因此,我们需要组建国际联盟合作产出和共享这些基础数据资源。

《中国科学报》:

《科学》为什么会推出这样一本专刊,是编辑部策划的吗?团队经历了怎样的投稿过程?

张国捷:

围绕重大科研主题出版专刊,是《科学》《自然》这些杂志的传统。这些主题往往需要通过多学科交叉的综合视角展开研究。

专刊有两种组织途径,一种是由期刊编辑部发起,他们经常会在一些重要的国际会议上寻找、追踪这类主题。年鸟类项目专刊,就是编辑找的我们;还有一种是像这次一样,是研究团队在完成项目分析工作之后,主动联系了《科学》编辑部,编辑部一次将全部12篇论文送审,最终被接收了8篇。整个过程历时一年多。

目前国内还比较缺乏这种主导运作大型国际合作项目的意识,对国际期刊这种研究专刊的操作模式可能不太熟悉。

《中国科学报》:

年你博士毕业,当时想要发起万种鸟类基因组计划,一开始申请项目经费遇到了很大的困难。再次发起这样一个国际合作项目,能得到足够的支持吗?

张国捷:

现阶段,这类课题的主要科研经费来源还是以各个团队独立申请为主,自下而上凑在一起合作,比较松散,缺乏国家层面有组织、有规划的项目运作。

其实,目前在国际上有不少大型的基因组计划,都是从各国官方层面来推动的。比如美国的哺乳动物基因组项目,英国的达尔文生命之树项目,还有德国、澳大利亚等也有类似的研究项目。

从国家战略角度看,收集物种基因组资源是非常重要的。这就像一个矿藏,谁先产生了大量数据,谁就有挖掘这些数据的优先权和主导权。

张国捷(中)组织鸟类研究联盟会议。受访者供图

对不同学科重要性排序没意义

《中国科学报》:

在数据驱动的研究大势下,到底是数据优先还是问题优先?

张国捷:

如果认为基因组研究只是做基因测序,把一堆生物学数据转化为数学数据,再用数据模型去寻找规律,然后就能解释一些现象,这是对大数据科学狭隘的认识。

一项真正好的比较基因组学研究,一定是带着演化生物学的问题或者假说出发的。现在基因组学科领域的数据产出能力很强,但挖掘数据的效率和能力还有待加强。一个关键因素就在于,能否在研究伊始就清晰地知道项目要解决的核心科学问题是什么。

这就要靠研究人员不断积累多学科知识,知道从哪里寻找问题,采集什么样的新数据,并且能够在问题和数据之间建立关联。

《中国科学报》:

现在有观点认为,分子生物学是绝对强势的学科,而传统的古生物学、行为学、生态学在基因组时代越来越边缘,你怎么看待这种学科间的“竞争”?

张国捷:

你说的竞争多是在争取资源分配时提到的现象。如果我们系统完整地看待任何一个生物学现象,分子生物学所带来的机制发现和演化生物学所探讨现象出现的历史过程和动因同等重要。

演化生物学具有很强的交叉学科属性。在我们的项目中,往往是综合了计算科学、生态学、古生物学、地质学、生理解剖学、分子细胞生物学、基因组学、数理统计及医学等多个学科领域的。

交叉研究想要真正做得好,最关键的一步是要共同凝练出核心的科学问题。我们看到任何一个生物学现象,都必须思考两个维度的问题,一个是这种现象是如何发生的,比如是由哪些基因来调控的;另一个是为什么会发生,回答这类问题就必须追溯它的演化历史,探讨其规律。

这次专刊中有一项非常漂亮的工作,是由西北大学齐晓光教授团队主导的,而这个团队一直是做灵长类行为学研究的。

这项研究是从亚洲叶猴为什么会具有家庭、家族、氏族等不同组织层次的重层社会,这样一个核心问题出发的。通过比较基因组学、化石证据,并结合古气候地理,还有细胞生物学实验的验证等,发现寒冷可能促进了代谢与神经系统的重塑,不仅提高了抚育能力,还加强了社群个体间的凝聚力,从而为更大、更稳定的社会提供了生理基础。

要完成这样一项出色的交叉学科研究,离不开各个学科同步协作,对不同学科重要性进行排序没有意义。

国内缺乏演化生物学视角

《中国科学报》:

一年前,你放弃丹麦哥本哈根大学终身教授职位回到国内,当时你在采访中提到,国际上非常重视演化生物学研究,但在国内并未获得与其重要性相匹配的重视度。现在,你觉得这个情况有所改变吗?

张国捷:

这个问题不可能在一年之内发生质的改变。

很长时间以来,现代分子生物学和医学研究主要强调应用,尤其在医学领域,更加



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