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华裔80后MIT终身教授张峰新晋美国科学院院士

2018-06-11 18:58 来源:80后整理 网友评论 0

5月1日,2018年度美国科学院院士增选结果揭晓,6名华人科学家当选新一届美国科学院院士。其中,麻省理工学院终身教授张锋因其年轻的身份以及丰富的履历,再度引发广泛关注。

2017年,年仅34岁的张锋由麻省理工学院副教授晋升为终身教授,不仅成为了MIT历史上最年轻的华人终身教授,还打破了由钱学森保持多年的35岁晋升MIT终身教授的记录。在上个月,美国人文与科学院公布了新一届美国人文与科学院院士名单,包括张锋在内的6名华人学者榜上有名。不到一个月的时间内,先后斩获两项美国学术界最高荣誉,张锋的履历可谓传奇。而他在基因修饰技术CRISPR-Cas9做出的突出贡献,成为诺贝尔奖的热门人选之一。

张锋教授(来源网络)

年少埋下的科学梦想

张锋1982年出生于河北省石家庄市,在他11岁时,跟随父母移民来到了美国爱荷华州得梅因市,张锋在生命科学领域的突出成,便在这里起步。

在资深新闻网站STAT的一次采访中,张锋和母亲回忆,在一个深秋的傍晚,他们被漫天飞舞的落叶吸引,不由得感慨生命的短暂。他们意识到生命很容易会消逝,甚至连存在过的痕迹都难以辨识。从那一晚开始,张锋想到要尽他所能,努力改变些什么。

受到父母的影响,张锋从小对编程表现出了浓厚的兴趣。有一次他在课堂上观看了《侏罗纪公园》,电影里研究人员将恐龙与青蛙的DNA混合,将已经灭绝的爬行动物带到现实中,这让张锋明白,生物学也可以是一个可编程的系统。

老师观察到他对生物工程表现出超乎寻常的兴奋和兴趣。不久之后,这位老师帮张锋在当地的一个主攻基因疗法的实验室找到了一份志愿者的工作。在那里,张锋从零起步,学会了使用病毒将水母中的绿色荧光蛋白基因移动到人的黑色素瘤细胞中,并让它顺利工作。

当时,他的实验室导师经常提出的一些“疯狂的点子”,例如绿色荧光蛋白(GFP)能够吸收紫外线,因此可以用作防晒霜。而当张锋将GFP厚厚地涂在一层DNA之上时,他发现GFP真的能够防止DNA受到紫外线的损伤。

高三那年,张锋在导师的指导下使用病毒做了另外一个遗传学项目,让他于2000年获得英尔科学天才奖(Intel Science Talent Search)三等奖,并获得5万美元的奖学金。高中毕业后,张锋顺利进入哈佛大学攻读化学及物理专业。

张锋16岁时获得Intel Science Talent Search奖第三名照片(来源网络)

在谈到为什么选择这个专业而非他已经有所成的分子生物学,张锋认为,由于物理和化学的基本原理比较稳定,他想要打好基础,让自己在今后的学术道路具有坚固的基石。

在哈佛大学读本科期间,张锋进入著名华人学者庄小威教授的实验室,从事流感病毒研究并将研究成果发表在了2004年的顶级科学期刊,而他所利用的技术,正是自高中时驾轻熟的绿色荧光蛋白。

从哈佛大学毕业后,张锋来到斯坦福大学读研究生。本想拜访诺奖得主朱棣文的张锋,却阴差阳错地进入了年轻的神经生物学教授卡尔·戴瑟罗(Karl Deisseroth)的实验室。在那里,他们共同发明了光遗传技术,即利用光学刺激和来自水藻的光敏感蛋白精密控制大脑神经元活动。这被认为是神经科学领域的一项重大成,全世界研究人员都使用它来定位多疾病的神经回路,包括精神分裂症,抑郁症或自闭症。也使得他们在脑科学的发展史上深深地刻下了自己的名字。

诺贝尔奖级别的发现

博士毕业后,张锋离开了Deisseroth的实验室,作为研究员入职麻省理工学院,并先后进入了麻省理工学院麦戈文脑研究所(McGovern Institute for Brain Research)和Broad Institute of MIT and Harvard (博得研究所)这两所顶级研究机构,并建立了自己的实验室。

履新后不久,在一次博德顾问委员会会议上,一位嘉宾报告了他关于细菌基因组里一被称为CRISPR/Cas的免疫系统的研究。这个有些奇怪的名字激发了张锋的好奇心。

在当时,张锋完全不知道CRISPR/Cas是什么,在用Google对它进行了搜索后,张锋了解到CRISPR/Cas全名为“规律成簇的间隔短回文重复序列”,是微生物学家从细菌中发现的。最初的作用仅仅是定细菌体内用来抵御病毒感染的“免疫系统”。

在当时的2011年,已有少数的研究团队开始利用CRISPR/Cas来靶向基因组的一些精确区域,张锋却有着更为宏大的目标。他意识到这一系统有望用于精确、快速的基因编辑。

随着一系列关于CRISPR/Cas的新研究发表在顶级学术期刊后,张锋在短时间内吸收了前人的研究成果,改进了CRISPR/Cas。2013年,张锋在《科学》杂志上发表了一篇重磅研究:他们首次在哺乳动物内应用了CRISPR-Cas9系统,并确认它能在几周内建立起小鼠的疾病模型。此外,张锋团队也首次在人体细胞内成功地用CRISPR-Cas9系统完成了基因编辑。

自从张锋捅破这层窗户纸以后,基因组编辑领域迎来了许多的进展和应用。题目包含CRISPR的科学论文从2012年的90篇增长到2015年的741篇(这一数字还在不断增加中)。张锋还使用一个称为Addgene的非盈利机构与全世界的生物学家分享CRISPR的信息。

CRISPR技术在寻找个体化的基因突变方面的潜力是不可估量的,人类有望能清除每一个受感染细胞中的艾滋病病毒,或是治疗镰刀状红细胞贫血症等经典的遗传疾病。甚至,科学家们已经畅想利用它来攻克癌症的可能。此外,它也能在植物的基因组中得到应用。这能带来全新的生物能源,或带来性状更稳定的作物。

冉冉升起的科学界

2014年,张锋被《自然》杂志评选为2013年年度十大科学人物之一;2016年,张锋作为“下一代领袖”(Next Generation Leaders)之一,登上了《时代周刊》封面,而他入榜的理由是“用改造生命的技术,改变了科学”。

张锋登上《时代周刊》杂志封面(来源网络)

2017年,知名的阿尔伯尼生物医学奖(Albany Medical Center Prize in Medicine and Biomedical Research)宣布将2017年奖项授予5名在基因编辑领域做出先驱性贡献的杰出科学家。张锋也成为继谢晓亮教授之后,历史上第二位获得此奖项的华人学者。阿尔伯尼生物医学奖评议更是称CRISPR技术为“世纪发现”。

作为生物医学领域最知名、最具影响力的奖项之一,阿尔伯尼生物医学奖被视为诺贝尔奖风向标,张锋凭借着CRISPR技术的重要突破,成为诺贝尔奖的热门人选之一。

虽然张锋以CRISPR闻名,但他认为这仅仅是他实现真正目标的一个手段,他希望使用遗传学理解并最终治愈精神疾病。他的实验室有一半人员集中在脑科学研究。张锋说,自闭症、抑郁症、精神分裂和其它严重的精神疾病取得真正的进展,这是驱动他向前的动力。

如果世界还不知道你做出了突破性的成果,张锋告诉他的同事,那实际上你并没有达到你的目标。

本文来源:德先生 责任编辑:姚立伟_NT6056

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