作者:田瑞颖 来源:中国科学报 发布时间:2023/3/27 14:48:18
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6位“共一”发Science:40分钟送审,1次返修通关!

 

仅仅40分钟,投给Science的文章就显示送审期刊学术委员会,这让秦涛兴奋得有些“上头”,导师也随即将微信群更名为:冲刺。

后面节奏也如“冲刺”般刺激:3个工作日送外审,1次返修通过终审。对于审稿人给出的1年修改时间,他们仅用了5个月。

近日,Science正式发表了这项由21人“冲刺”团完成的研究。除了西北工业大学基因组学的博士生秦涛、袁源,还有4位来自不同单位的共同第一作者。

论文通讯作者之一、西北工业大学教授邱强告诉《中国科学报》,生命科学领域不能单打独斗,多团队融合是大势所趋,“6位‘共一’,各司其职,缺一不可。”

王文、邱强团队部分成员 受访者供图

“必须成功”

2021年3月,长春的清晨寒风凌冽,秦涛又在前往天津的高铁上睡着了,他手里紧紧攥着凌晨采集的鹿角样本。

鹿角是哺乳动物中唯一能完全再生的器官,也承载着哺乳动物再生研究的梦想。而他们要做的,就是从基因层面揭示鹿角再生的秘密。

长春基地的梅花鹿 受访者供图

每年春天,为了长出坚硬的鹿角争夺配偶,雄鹿便开始脱落旧的鹿角,同时启动再生。到了夏天,鹿角每天最多可以长2.5厘米,秋天就能长成20多斤的新角。

为了找到调控鹿角再生的细胞和基因,他们必须追踪鹿角再生的全程。由于鹿角一年只生长一次,采集的窗口期稍纵即逝。

不同于牛羊,敏感的梅花鹿显然无法在实验室饲养,而野外采集很容易造成样本污染。最终,他们决定依托长春的梅花鹿养殖基地进行采样,再将样本送到天津的公司测序。

为了避免细胞死亡和污染,样本必须保证在中午前送至天津测序。受新冠疫情的影响,无法依靠快递的他们,只能“人肉”往返于长春和天津。

那半年里,秦涛和同事们经常要在凌晨三四点钻进鹿厂,小心翼翼地切下鹿角样本,再进行紧张的细胞分离后,迅速背着样本跑向火车站。

高铁上的5个小时,是唯一的补觉时间,但也是最揪心的,他们只怕样本稍有闪失造成测序失败,除了实验成本的增加,最担心的还是错过实验窗口,再等一年。

每当完成当天的测序再回到长春时,早已是后半夜,拖着满身的疲惫望向星空时,秦涛知道,“只有一次机会,必须成功。”

更大的挑战接踵而至,海量的测序数据让秦涛再次陷入了迷茫,“邱强老师用丰富的科研分析经验,带着我们一步步抽丝剥茧,理清分析主线,避免掉入盲目分析的陷阱中。”

在对不同阶段的样本进行分析时,他们有了惊人的发现。脱落第5天时,鹿角中竟出现了一个特殊的干细胞群——PMC4。

为了验证PMC4就是鹿角再生的关键,他们对裸鼠进行了异位移植。结果发现,移植再生第0天鹿茸组织的裸鼠没有明显变化,但移植第5天鹿茸组织的裸鼠在45天后竟形成了类似鹿角的组织。

随后的实验也印证了PMC4就是关键调控干细胞群的猜想。

一直以来,鹿角再生的研究主要集中在组织学和形态学等层面,这是首次从分子遗传和细胞分化机制进行的解析,意味人类“再生”的梦想离现实更近了一步。

学生采样前“安慰”梅花鹿“不怕” 受访者供图

“缺一不可”

2022年5月17日,秦涛将团队的研究结果正式投给Science。

按下邮件发送键后,秦涛忐忑地不停刷新着网页,没想到的是,仅仅40分钟,文章就进入了期刊内审,兴奋得有些“发懵”的他,赶紧去操场快走了几圈。

不出所料,文章很快进入外审环节,但返回的意见却让大家又兴奋又犯难。虽然两个审稿人几乎没有意见,但第三位审稿人却建议补充鹿角脱落前的实验数据。

要知道,6月份的鹿角几乎都已完成脱落,当即补充脱落前的数据几乎不可能,而早已想到这点的审稿人也给出了1年的修改期。

不死心的他们决定一搏,随即开始联系长春的各个鹿厂,所幸真的找到一只鹿角还未脱落的梅花鹿。

又进行了5个月的紧张实验补充后,秦涛提交了返修稿,这一次,三个审稿人一致通过,而论文从投稿到发表仅9个月。

邱强告诉记者,目前已经申请了PMC4细胞群的干细胞专利,希望有助于骨骼修复和再生医学研究。

“合作团队都是领域里的佼佼者。”在邱强看来,论文的顺利发表,离不开“王炸”团队的协作。

秦涛对此也深有体会,研究生时他就跟随长春科技学院教授李春义研究鹿角,看似半年多的实验,实际上准备了3年。

尤其是鹿角采样,由于没有先例借鉴,切哪儿、怎么切、怎么保存等等都是摸着石头过河,前期的屡屡失败让秦涛深感沮丧。要解决这项难题,需要对鹿本身有深厚的研究功底。

长春基地的梅花鹿 受访者供图

秦涛介绍说,李春义团队和吉林农业大学教授李志鹏团队是业内有名的“鹿专家”,他们很快便探索出一条新的采样方法,还在裸鼠上进行了实验验证。

干细胞的分离、鉴定,验证以及在骨骼再生方面的应用,恰恰是空军军医大学教授黄景辉团队的强项。

而作为实验的基础,梅花鹿的养殖和鹿厂的建立,则更多依靠长春中医药大学教授李庆杰团队。

在邱强看来,要把基础研究应用于人类健康,就必须开展合作,6位“共一”都承担着不同课题,“每个部分都极其重要,缺一不可,这也是对科学贡献的充分尊重。”

而不同“精兵连”之间的“头脑风暴”,也是秦涛读博三年来最享受的时刻,“你可能无法想象,大家灵感碰撞时的那种兴奋。”

“蛋糕越做越大”

团队间的合作效应,就如不断上升的螺旋。

2019年,在西北工业大学教授王文的带领下,该校基因组学团队与合作者连发三篇Science,展示了在反刍哺乳动物机制上的新发现,包括鹿角的再生能力和癌症机制研究。

而此次Science最新发表的研究,正是基于这项合作的延续,王文也是该研究的通讯作者之一,不久前入选首期“新基石研究员项目”。

短短5年,王文带领的演化基因组学团队就发表了4篇Science、2篇Cell、6篇Nature子刊。“王文老师不仅在科研上有很高的造诣,还有很强的大局观和前瞻性。”邱强说。

在邱强看来,近年来我国基因组学领域的飞速发展,得益于国家对基础研究的重视,不仅提供了一流的平台和硬件,使得研究水平突飞猛进,还吸引了很多优秀人才的回国。

邱强也坦言,合作将是未来生命科学领域研究的主旋律,而令人愉快的合作者,首先要有共同的科学理想和研究兴趣,另外还要相互促进,“合作不是挥挥手说再见,而是创造出新的研究领域和方向,共同把新领域的‘蛋糕’越做越大。”

相关论文信息:

science.org/doi/10.1126/science.add0488

 
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