#科学# 从“1”开始 实现“0”的突破
——大规模斑马鱼定向突变体库建成记

斑马鱼,因全身布满多条深蓝色条纹似斑马而得名。这种不起眼的生物,却是撬动许多学科发展的基础——其基因和人类基因相似度达87%,因此被应用在生命科学、健康科学和环境科学等领域的研究中,与线虫、果蝇、小鼠一样,是常用的模式生物。

从2013年开始,在中国科学院院士朱作言、孟安明的号召下,国内30多家实验室先后加入“斑马鱼1号染色体全基因敲除联盟”(ZAKOC)。经过6年协作攻关,科学家针对斑马鱼1号染色体上的1333个基因进行系统性基因敲除,成功敲除了其中1029个基因,实现了中国斑马鱼资源库“从0到1”的突破,也为相关学科开展研究奠定了基础。

在国家“十三五”科技创新成就展上,由中科院水生生物研究所(以下简称水生所)牵头完成的这一成果——“建成自主知识产权的大规模斑马鱼定向突变体库”入选基础研究展区,出现在生物科技相关成果的第一展板上。

做基础研究的基础

与小白鼠相比,斑马鱼繁殖力强、发育迅速、胚胎透明、体外受精、体外发育等生物学特征,更加便于科学研究。但在2012年前,国内对斑马鱼的研究却非常“小众”,只有少数实验室在开展相关研究。

而在同一时期,美国、欧洲都建成了斑马鱼资源中心,澳大利亚等地区也建有斑马鱼库。此前,欧美国家发起过几次“从表型到基因型”的正向遗传学突变体库构建和筛选计划,但这些突变体全部保藏在国外,中国科研人员很难获取,加之知识产权等原因,转化研究更加受限。

“没有斑马鱼研究作为基础,许多学科基础研究很难开展。”水生所研究员孙永华介绍,开展斑马鱼研究是许多“基础研究工作的基础”。因此,建立自己的斑马鱼资源库和自主知识产权的斑马鱼突变体库尤为迫切。

国家层面也意识到斑马鱼研究的重要性,2012年10月,国家斑马鱼资源中心在水生所成立,主要任务就是为国内收集、创制、整理、保藏和分享斑马鱼研究资源。

然而设立中心只是第一步,如何大规模创制和收集斑马鱼品系资源才是迫切需要解决的问题。几个月后,新一代基因编辑技术CRISPR/Cas9系统问世,让中国斑马鱼研究人员看到了曙光。

“那时,‘基因剪刀技术’刚被证实有效,大家敏锐地意识到这个技术能够非常高效地定制我们所需要的斑马鱼品系。”孙永华回忆道。

2013年2月,CRISPR/Cas9技术被成功应用于斑马鱼。在朱作言、孟安明的召集下,水生所、清华大学、中科院动物研究所、北京大学等24家机构的30多名学者迅速集结,组成了ZAKOC,开启了“从基因型到表型”的斑马鱼大规模反向遗传学筛选研究。

打造斑马鱼研究“国家队”

“当时大家已经意识到,斑马鱼是一种很重要的实验材料。只有中国积累起足够的实力,才能去谈国际合作问题。只跟在别人后面做,必定要受制于人。”北京大学生命科学学院教授张博是该联盟的发起人之一。她表示,尽管有很多不确定性,但意识到其中的战略意义,国内斑马鱼学界的力量很快以水生所为中心集结起来。

“大家一致认为要从斑马鱼的1号染色体开始敲。”孙永华表示,斑马鱼有25条染色体,其中1号染色体有1300多条基因,基因数量是25条染色体的平均数,作为样本非常合适。

虽然大家的热情高涨,但现实“捉襟见肘”。

一方面,作为重要的模式动物,斑马鱼的基因敲除技术在当时仍不成熟,极大限制了其基因功能研究。

“最大的挑战在于没有前人做过,这是‘基因剪刀技术’出现后,首次在脊椎动物身上大规模应用,谁也不知道会发生什么,只能见招拆招。”水生所高级工程师潘鲁湲2014年加入项目,在她看来,正是大家毫无保留的互相帮助,才能“逢山开路,遇水架桥”。

据介绍,先后有30多家实验室参与项目,实验室间的完成度也难免会有差异。“遇到困难,大家首先想的总是怎么配合解决问题。”孙永华表示,经常是某一家遇到瓶颈“敲不动”了,其他实验室就主动领回来接着“敲”。

每隔一段时间,所有参与计划的科研人员还会相互邀约,举行项目协调会,了解彼此进展,及时调整研究方案和策略。“具有协作精神是这支队伍最大的特点。院士作为领衔科学家把控方向,各实验室开展工作就能劲往一处使。”孙永华说。

另一方面,作为一个自发的科研联合攻关团队,这项工作并没有专项经费支持。鱼要吃饭,人要吃饭,实验室也要运转,都是最现实的问题。绝大部分时间里,能采取的方法只有一种:省吃俭用,自筹经费。

“支撑大家坚持下去的,是作为中国科学家的责任感。”张博坦言,仅她所在的实验室,前后就有二三十人参与到这项工作中。大部分人都是幕后英雄,尤其是研究生们。“通过参与这项研究,更多的青年科研人员掌握了最前沿的技术,成为我们的生力军。”

回顾这几年的工作,孙永华表示,科学探索本就充满不确定性,但通过这项研究计划,凝聚、锻炼了一支科研队伍,“这是我们最大的收获”。

发挥好建制化优势

经过6年多的研究、前后四五百人的付出,中国科学家利用CRISPR/Cas9技术,针对斑马鱼1号染色体上的1333个基因进行系统性基因敲除,成功敲除了其中1029个基因,获得针对636个基因的1039个可传代的突变型,首次实现了脊椎动物整条染色体的系统性基因敲除。

所有突变品系和遗传信息全部通过国家水生生物种质资源库——国家斑马鱼资源中心对学术界公开。不仅引领了国际斑马鱼表型组研究,而且建成了我国首个大规模斑马鱼定向突变体库。中国的国家斑马鱼资源中心也成为公认的国际三大斑马鱼资源库之一。

张博表示,回顾过去几年的付出,一切都是值得的。伴随着这一计划,中国的斑马鱼学界不但完成了“从0到1”的突破,更搭建起一个平台,吸引众多海外青年学者回国建设实验室。据统计,2020年,我国的斑马鱼研究产出的全球占比已超过29%,成为全球产出体量第一的国家。

“协作是项目成功的重要原因,几十家实验室共同协作完成这样一项工作,在国内外都是不多见的。”对于潘鲁湲和她的同事们来说,最直观的工作体验是从北京到广州、从上海到成都,把分散在全国的斑马鱼品系收集起来,然后整理归类。

而作为牵头单位,水生所也通过这一计划,建立起了斑马鱼品系保藏体系,并整合出一套工作流程。“斑马鱼1号染色体敲除计划是一个开始,帮我们理清了收集、验证、保藏等流程,为后续开展更大规模的斑马鱼反向遗传学筛选计划奠定基础。”孙永华说。

“这项自发性协作研究,以斑马鱼1号染色体全基因敲除计划为源头,团结和凝聚了中国以斑马鱼作为模式动物开展研究的群体,进一步促进了以斑马鱼为对象在发育、代谢、毒理等方面的基础研究,以及其在生物技术创新、药物研发、水产育种、水环境效应评价等领域的应用研究;以该团队为核心,承担了国家重点研发计划中‘斑马鱼发育与代谢突变体库的系统创制’项目,并在相关产业应用中展现出良好的潜质。”水生所所长殷战表示。

正如中国的斑马鱼领域的科研工作一样,如今中国的科研逐渐由并跑迈向领跑阶段,更需要能动性地发挥出建制化、大团队协同作战优势,聚焦基础领域,开展全链条、跨部门协同攻关,为实现高水平科技自立自强提供有力保障。
来源:中国科学报

【早知道·#财讯热搜榜TOP10# (12月24日)】戳
1、国常会确定跨周期调节措施稳外贸
新华社12月23日消息,日前召开的国务院常务会议,确定跨周期调节措施,推动外贸稳定发展;部署做好《区域全面经济伙伴关系协定》生效后实施工作。
会议指出,要落实党中央、国务院部署,按照中央经济工作会议要求,进一步扩大开放,针对困难挑战推出应对举措,做好跨周期调节,助企纾困特别是扶持中小微企业,努力保订单、稳预期,促进外贸平稳发展。
一是加强对进出口的政策支持。落实减税降费措施。加快出口退税进度,把退税平均时间压缩至6个工作日以内。引导银行结合外贸企业需求创新保单融资等产品。保持人民币汇率基本稳定,鼓励银行有针对性开展远期结售汇业务,提升外贸企业应对汇率风险能力。优化出口信保承保和理赔条件,加大对中小微外贸企业、出运前订单被取消风险等的保障力度。深化东部与中西部、东北地区合作共建,支持加工贸易梯度转移和承接。做好大宗商品进口。
二是进一步鼓励跨境电商等外贸新业态发展。增设跨境电子商务综合试验区。培育一批离岸贸易中心城市(地区)。按照市场化方式加大对建设使用海外仓的支持。优化跨境电商零售商品进口清单、扩大进口类别。
三是加强对企业的配套服务,推动解决企业在发展内外贸同线同标同质产品、拓展贸易渠道、完善供应链等方面遇到的问题。2022年对加工贸易企业内销暂免征收缓税利息。
四是缓解国际物流压力。鼓励外贸企业和航运企业签订长期协议。依法依规打击违规收费、哄抬运价等行为。支持金融机构向符合条件的小微外贸企业提供物流方面的普惠性金融支持。
五是支持地方结合实际建立健全制度,积极开展贸易调整援助工作,助力稳定产业链和供应链。

2、工信部:把稳定工业增长作为最重要任务
新华社12月23日消息,工业和信息化部部长肖亚庆接受记者采访时表示,稳字当头、稳中求进,具体到工业领域,首先就是要保持一定的增长速度。应该看到,工业领域仍面临着大宗商品价格高企、一些领域供应链受到挑战等压力,要把稳定工业增长,特别是明年一季度开好局起好步作为当前最重要的任务,为稳定宏观经济大盘发挥“压舱石”作用。
“稳不是保守的稳,而是积极、求进的稳,要创造条件促进行业高质量发展。”他表示,工信部将突出抓好四方面工作,采取有力措施,确保工业经济平稳运行和提质升级。
一是全力以赴实现明年一季度平稳接续。工信部已会同国家发展改革委针对工业运行中的突出矛盾和困难,作出一揽子政策安排,将进一步加强部门协同、部省联动,共同抓好政策落地,同时加强监测和研判,根据实际情况适时推出更多有利于工业稳定的政策措施。
二是打通重点产品供给“堵点”“卡点”。对重点地区、重点行业、重点园区、重点企业进行监测调度,加强能源、物流、用工等要素保障协调,优先保障重点产业链供应链稳定运行。集中力量解决汽车等领域芯片短缺问题,畅通关键零部件供应渠道。
三是着力提振制造业投资。对“十四五”规划已确定的工业和信息化领域重点工程项目,具备条件的尽早启动实施。鼓励支持企业加大投入,引导金融机构加大对企业数字化、绿色化改造的支持力度。鼓励支持外资企业参与国内产业链供应链建设。
四是挖掘内需潜力。启动公共领域车辆全面电动化城市试点,开展新能源汽车、绿色智能家电、绿色建材下乡活动。对智能网联汽车、冰雪装备等既有利于改善群众生产生活,又代表科技发展方向的产业,加大培育力度,支持规模化发展。

3、商务部:确保“两节”市场供应足、价格稳
商务部新闻发言人高峰23日表示,元旦春节临近,商务部已全面动员部署在抓好疫情防控前提下,做好“两节”期间市场供应保障相关工作。高峰在商务部当日召开的例行新闻发布会上介绍,商务部主要从三方面入手,做好节日期间保供稳价工作。加大货源组织力度。商务部指导督促商贸流通企业根据节日市场消费特点,保障供应,丰富供给,满足多样化市场需求。保障节日期间正常营业。在落实疫情防控各项要求前提下,商务部引导商贸流通企业在节日期间正常营业,推动农批农贸市场、商超电商、外卖快递企业保持一定开业比例,满足消费者节日期间消费需求。确保货源供应充足。商务部指导商贸流通企业预先安排运力,及时拓展供应渠道,充实肉类、耐储蔬菜等政府储备,确保节日市场供应充足,价格总体平稳,生活必需品不断档、不脱销。

4、证监会:研究稳步推进上市公司ESG信息披露
中国证监会上市部主任李明今23日在参加《财经》的可持续发展高峰论坛时表示,证监会研究稳步推进ESG信息披露相关工作,推动上市公司引领绿色发展、履行社会责任、提升治理水平。 现阶段坚持自愿披露原则 ,即真实、准确、完整,不能有虚假记载、误导性陈述和重大遗漏。后续可根据事实总结情况,持续规范披露指标,扩大强制性披露范围。
李明指出,去年以来,随着我国政府提出碳达峰、碳中和的战略,各方面都在探讨资本市场、特别是上市公司如何发挥自身作用,助力落实国家双碳战略。在此背景下,ESG理念的受关注度持续升温,大家普遍认为加强ESG信息披露可以成为推动上市公司主动践行双碳战略、促进可持续发展的重要抓手,相关建议在不同场合都被多次提及。

5、RCEP即将生效 国内实施各准备工作就绪
据中央广播电视总台经济之声《天下财经》报道,《区域全面经济伙伴关系协定》(RCEP)即将于明年1月1日正式生效。日前召开的国务院常务会议部署做好RCEP生效后实施工作。
商务部新闻发言人高峰23日下午介绍,目前,国内实施的各项准备工作已经就绪。“协定的生命在于实施。商务部将会同协定涉及的各相关部门,及时出台《关于高质量实施RCEP的指导意见》,帮助地方和企业更好更充分地运用RCEP规则,把握市场开放机遇,有力拉动区域内贸易投资稳定增长,推进成员间产业链供应链深度融合,推动东亚地区实现更高质量、更深层次的区域经济一体化。”

6、基金分红超2800亿元 债券型产品成主力
今年以来,公募基金分红总额逾2800亿元,远超2020年全年水平,创出历史新高。值得注意的是,震荡行情下,固收类基金撑起了分红总额的半壁江山。业内人士分析称,这是因为不少债券型基金的机构投资者占比较大,而且这类产品相对更为稳健的业绩。

7、全国碳市场累计成交额突破58亿元
生态环境部新闻发言人刘友宾23日说,全国碳市场第一个履约周期运行平稳,截至12月22日,碳排放配额累计成交量1.4亿吨,累计成交额58.02亿元。根据《碳排放权交易管理办法(试行)》,全国碳市场第一个履约周期从2021年1月1日到12月31日。全国碳市场共纳入发电行业重点排放单位2162家,年覆盖约45亿吨二氧化碳排放量。

8、央企办医疗机构深化改革完成率达99.6%
上海证券报记者12月23日从国务院国资委获悉,截至11月底,央企所办1154个医疗机构深化改革完成率达99.6%。其中,228个医疗机构移交地方,纳入当地公共医疗卫生体系;359个医疗机构通过央企内部整合等方式,实现专业化运营和集中管理;202个医疗机构通过重组改制、托管、交由地方专业化平台等方式推进改革;360个运营困难、缺乏竞争优势的企业办医疗机构,有序实施关闭撤销。

9、国际金价重上1800美元
COMEX黄金价格于12月23日再次回到1800美元上方。当日,国内黄金期货主力2202合约截至日间收盘也小涨0.78%,报收于372.78元。招金期货贵金属研究院研究员刘晓琳接受上海证券报记者采访时表示,黄金价格起伏与美联储的一举一动息息相关。上周,美联储公布了12月货币政策委员会决议声明,明确美联储将从明年1月开始加快缩债步伐,并暗示明年或将3次加息。从近一周的金价走势来看,市场只是充分消化了美联储加速缩债这一利空消息,对于明年和后年要分别加息3次的消息并没有充分消化。经过一段时间调整后,随着缩债逐步进入尾声,市场将会走出预期美联储加息的行情。在2022年春节前后,不排除贵金属价格将再次下跌,届时黄金价格或将考验1670美元的重要支撑,预计在2022年6月前,金价或将持续走熊。

10、美股三大指数持续回升
纽约股市三大股指23日上涨,标准普尔500种股票指数收盘创历史新高。
截至当天收盘,道琼斯工业平均指数比前一交易日上涨196.67点,收于35950.56点,涨幅为0.55%;标普500指数上涨29.23点,收于4725.79点,涨幅为0.62%;纳斯达克综合指数上涨131.48点,收于15653.37点,涨幅为0.85%。
板块方面,标普500指数十一大板块九涨两跌。其中,非必需消费品板块和工业板块分别以1.24%和1.16%的涨幅领涨,房地产板块和公用事业板块分别下跌0.36%和0.03%。

潮宏基 董事长、总裁 廖创宾

贺《新财富》创刊 20 周年:

《新财富》20周年之际,也是潮宏基品牌诞生25周年的重要时刻。《新财富》致力于成为中国资本市场的标准提供者,而潮宏基致力于弘扬东方文化,多年不懈努力,确立了国内“彩金珠宝领潮者”的行业地位。愿我们都不改初心,携手迈步,走向下一个十周年……#新财富二十周年#


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