在今年2月出版的《自然》杂志封面上
一篇关于人类进化的文章
扔掉尾骨的文章。
引起了广泛关注。
你知道吗?你知道吗?这篇文章的作者是中国农业大学2009届。夏波,生命科学实验班学生。研究的起点是一次意外伤害经历。他回忆起小时候思考过的一个问题。
“我为什么没有尾巴吗?”
快来看看怎么回事!个人资料:夏波2013年毕业于中国农业大学生物学院,曾在龚志忠教授的实验室学习。本科期间在北京大学生命科学学院易成奇实验室学习和工作。2015年,夏波前往美国纽约大学医学院深造。2017年和2022年,她分别获得生物学硕士和博士学位。博士毕业后,夏波跳过了传统的博士后阶段,直接建立了自己的实验室。他曾是哈佛大学哈佛研究所的青年学者和布罗德研究所基因调控观察站的独立研究员。好奇心是一切可能的源泉。
那是2019年的夏天。在一次郊游中,夏波在出租车上给后来上车的乘客让座时,不小心擦伤了尾骨软组织。这次意外受伤重新点燃了他对“人类为什么没有尾巴”的童年好奇心。不幸的是,夏波认为这是一个非常好的机会。在过去的一个世纪里,科学家们逐渐积累了大量关于动物发育的遗传信息和分析技术。但是在遗传学中,我们的基因组发生了什么导致人类和类人猿在进化过程中失去了尾巴?对夏波来说,这是一个非常有趣的问题。因此,在意外伤害和好奇心的双重驱使下,夏波展开了对这一主题的研究。
当谈到好奇心在研究中的作用时,夏波说:“所有重大发现可能都源于产生灵感的那一刻,而灵感源于科学家对观察现象的最初兴趣。"对夏波来说,“没有尾巴”是一个非常有趣的现象,很少有机会重新思考这个问题。“所以,好奇心几乎是所有研究的起点;要成功完成相关研究,需要结合完整的知识储备和相关技能。”
“我为什么没有尾巴吗?”
失去尾巴是人类和“类人猿”进化谱系中最显著的解剖学变化之一。大约2500万年前,无尾猿开始出现在化石记录中。尽管人类失去尾巴的历史悠久,但我们是如何失去尾巴的以及为什么失去尾巴仍然是困扰科学家的一个谜。作为第一作者和通讯记者,夏波发表了一篇封面论文,题为《人类和自然界类人猿断尾进化的遗传基础》。这也是科学家首次从遗传学角度揭示了断尾的进化机制。夏波和他的研究团队做的第一件事是寻找灵长类动物尾巴发育的关键基因。
得益于前人的积累,在筛选了约2万个基因后,夏波最终锁定了一个名为“TBXT”的基因。TBXT基因也称为Brachyury,来自希腊语,意思是“短尾”。TBXT基因编码的蛋白质在胚胎发育中起重要作用。它是一种转录因子,对脊索的形成和发育非常重要。
一般来说,基因片段包含两类区域:外显子(编码区)和内含子(非编码区)。外显子是转录成RNA并最终编码蛋白质的DNA片段,而内含子是不编码蛋白质的DNA片段。在基因研究中,人们通常关注编码蛋白质的基因序列,因为它们直接提供了合成蛋白质的序列蓝图,而蛋白质是细胞功能最重要的执行者。然而,非编码序列约占人类基因组的98.5%,包含基因表达和调控的重要信息。当夏波把注意力转向猿类TBXT基因的非编码区时,他发现了一种叫做Alu元件的短DNA插入突变。Alu元件可以在基因组中移动,其活动影响基因组的结构变化,从而导致遗传变异。这种基因在人类基因组中非常常见,拷贝数超过100万个,约占人类DNA总长度的10%。夏波发现的TBXT基因的特定副本AluY只存在于类人猿的基因中,而不存在于猴子的基因中。“我认为简单地说,我们在猿类进化过程中发现了非编码区的一个非常有趣的突变,这以一种意想不到的方式导致了TBXT基因的新阅读模式,从而影响了尾巴的发育过程,”夏波说。
看到隧道尽头的曙光
解决科研中的关键问题不是一件容易的事情。夏波承认研究中经常存在一些疑点。“有时我们对一个现象非常感兴趣,但却想不通为什么,这有时甚至有点反常态。研究不是一眼望到头,它很有趣,很有研究价值,很可能翻山越岭。”一方面要认真思考实验手段和逻辑问题。“我们如何理解实验现象和理解实验本身?这是一个需要考虑的问题。”在整个实验过程中,我们应该能够真正静下心来思考是否有正确的方法和途径来研究问题,以及问题本身在逻辑上是否有意义。
第一次小组会议另一方面,做研究也是对心态的考验和检验。“我博士前两年研究的课题都是别人先发表的。整个团队当时都感到非常遗憾,但转念一想,研究是无止境的。尽管其他人首先朝着我最初想做的方向行动,但肯定还有许多其他有意义的事情需要探索。”经过反复思考和坚持不懈的研究,夏波团队终于有了新的发现。“做科研肯定会遇到或大或小的问题,有时你甚至会感到绝望,但你必须保持探索的态度,相信你会找到你想要的东西。”
谈到情感,夏波打了一个生动的比方。“比如你想在一个矿里挖宝石,你可能今天、明天甚至一年都找不到宝石,但只要你愿意探索、总结经验,找到宝石的概率肯定会大大增加。”面对科研中的困难,夏波总是鼓励团队保持良好的情绪,继续努力工作。“有时我以为我找到了水晶,最后我发现它是一块玻璃,但有时我以为我只是找到了钻石,最后我可能会发现它是一颗真正的钻石。而这个探索和发现的过程,可能是一路上更精彩的故事。”
保持好奇,积极探索,永不放弃,这就是夏波的成功之道。
夏波和他的队员正在滑雪。夏波和他的团队成员正在户外徒步旅行。“在我的海外留学经历中,我遇到过太多以前生活经历过于顺利的学生。他们在同龄人中应该是相当成功的,但这样平稳的生活会让他们失去一些磨炼心智的机会。一些所谓的负面经历,如果你穿越了,就会充满希望。”
幸运和幸福,在中国农业大学。
谈起他的大学时光,夏波感慨万千。“我本科就读于中国农业大学生物学院,入学后主要在龚志忠的实验室学习。在科研起步阶段,我遇到了一个非常优秀的博士生杨莉,他是做植物分子生物学研究的,在我入门阶段帮助了我很多。”
除了在学习和生活中遇到导师外,中国农业大学开放包容的教育环境也为夏波的后续发展奠定了良好的基础。
“我认为中国农业大学非常好的一点是它给了学生很大的自由,比如选课机制。学校给予学生充分的尊重和权利。你可以选择任何你想要的课程,只要你有时间,你可以做任何事情。”夏波回忆说,到目前为止,中国农业大学的老师们无论是参与社区服务、社团活动还是创新创业,总是给予积极的帮助和支持。尽管夏波在大学主修生物学,但他通过选课机制选修了许多化学课程。那个喜欢化学的生物男生一直在跑!
“我记得当时有一门非常受欢迎的课程叫《葡萄酒鉴赏》。可惜我两次都没拿到。”直到现在,夏波仍然对这件事感到抱歉。“这门课一定很有趣。”。
从中国农业大学到哈佛大学,夏波说:“中国农业大学的学生很受欢迎,考尔非常能够静下心来思考和做事,这是一种非常难得的品质。”作为生物研究专家,夏波表示,科学创新需要深入思考问题,了解关键突破,从而找到新的解决方案,打开人类新的认知。踏实勤奋是一种令人钦佩的品质,这也是我在中国农业大学最宝贵的收获!
研究小组庆祝研究成果发表在《自然》杂志上。从中国农业大学到哈佛大学
夏波的成功之路还在继续。
从好奇心开始
“以兴趣开始,以信念结束”
这是夏波的人生信条。
努力工作,开拓进取。
我们一起进步!
图片|受访者提供
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