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把科学研究当做智力游戏

来源:  发布时间:2013-12-20

——记中国工程院院士、中国农业大学教授李宁

 

本刊记者 黄雪霜 杨 洁


  
  2013年6月9日,中国农业大学传出喜讯:由该校李宁院士发起、负责的鸭基因组项目取得重要进展。他们与深圳华大基因研究院等共同完成的论文《鸭基因组和转录组图谱揭开禽流感天然宿主免疫机制》在Nature Genetics(《自然-遗传学》)发表。这一成果被《自然》执行编辑、NPG大中华区总监Nick Campbell博士评价为“2013年6月发表在自然出版集团的特别重要研究成果。”
  这是鸭基因组的第一次解密,也是近年来禽流感疫情肆虐下,动物科学界一次极具意义的机理探寻。它向世人展现了来自于“鸭基因”的有趣而有价值的信息:鸭作为最重要的流感病毒天然宿主之一,就像是“海绵”,包容几乎所有的流感病毒,其奥妙何在?鸭能够承载特异的脂肪分泌和代谢能力,这方面研究是否能够帮助人类摆脱脂肪肝等有关于脂肪的疾病?在很多动物里,病毒的识别是一对一的,而鸭基因具有非常强的灵活性,是否向我们提示:药物也可以实现一对多?
  生命总是如此神奇奥妙。而在李宁院士的动物研究世界里,有趣而有价值的研究不仅如此。他可以克隆牛,克隆猪等动物,甚至研发可以治疗疾病的猪、奶牛等;他致力于推广“傻瓜式克隆”,立志将克隆技术带入“寻常百姓家”。如今,他有了一个终极目标:“设计动物”。彼时,人类可以根据自己的需求来“设计”动物??
  无论研究什么,李宁心中总有一个方向,即立足国需。正是怀抱如此坚定的信念,才让他在三十余年科研生涯中,追求卓越,领航创新,一次又一次摘取意义非同凡响的胜利果实。
  
经历:满腔报国志 立志为国需
  
  20世纪90年代,置身海外寻找生物科学强国方向的他初次接触克隆技术,从此立志要将这项顶尖科学前沿技术带回祖国;
  2002年,他在国内首次成功地利用体细胞克隆了我国濒临灭绝的黄牛品种——中国红系纯种冀南牛,为我国珍稀动物品种的保护探索了新的途径;
  2003年,世界首例以冷冻卵母细胞为胞质供体的体细胞克隆牛在李宁课题组成功培育;
  2006年8月5日,中国第一只克隆猪在李宁课题组问世;
  ……
  如果说一百多年前中国近代史是一部读来让人饱受屈辱,倍感落后廉耻的历史;一百多年后,新中国蒸蒸日上,顽强不屈,自强自立所换来的一派欣欣景象,是一首让人心悦诚服的奋进之歌。与其他科学领域一样,中国的生命基因科学研究也迎来了一波又一波的跨越和创新,取得了令世人刮目相看的成绩。而这一切,离不开一批从无到有推动我国生命科学研究磨砺前行的人。这一批人中,年轻院士李宁功不可没。
  他的每一项科研都立足站在国家层面,解民之所需。他想推动中国时刻保持与时代同行的脚步,哪怕前路布满泥泞荆棘。是什么让他如此不顾一切坚定执着?是什么让他多次远赴海外求学取经却从未想过放弃祖国?究其深层原因,与其根深蒂固的文化教育有关。
  古墨书香,湘赣少年。1962年,李宁出生于一个医师家庭,但时运不济,成长于文革动乱时期的他并没能过多的享受正规的教育。即便如此,潜移默化下,小小李宁从小就对中国传统历史文化有着强烈的求知欲。6岁那年,在母亲的带领下,他第一次走进新华书店,令人惊讶的是,他自己挑选了《中国近代史不平等条约》和《以弱胜强的军事战争》这两本书。少年时期,这两本书成为他儿时的启蒙书。前者让他深刻体会国弱被人欺的悲凉,触动他的爱国情怀;后者让他深感智慧之无穷魅力。“自强爱国”、“磨砺智慧”成为他此生坚定不移的人生坐标。
  带着这样的信念,他总是能在艰难的岁月中走在人前。以16岁之龄搭上中国恢复高考的第一班车,偶然之中,开启动物科学研究大门;26岁中国改革开放之初,他涌入出国留学热潮,踏上“师夷长技以自强”的征程??从被调剂进入江西共产主义劳动大学总校(江西农业大学前身)牧医系畜牧兽医班从农,到逐渐培养起兴趣爱好并考取中国农业大学研究生;从一名普通的动物遗传育种研究学者,到在海外立志将基因克隆之先进技术引进祖国??李宁用他特有的睿智走出了一条让人暗叹的先行之路。
  出国留学是对他影响至深的一件事。俗语有云:“读万卷书行万里路”,从到爱尔兰都柏林大学到西德小动物研究所;从美国明尼苏达大学到日本农业水产尖端技术研究??多年奔走在世界各大动物科学研究科学殿堂之间,李宁不仅在漫漫的科学找寻过程中,找到了对国家有用的基因方向,最大的收获是对自己的能力树立起了强大的自信心。“大家的智力都是一样的,同等的条件下我们并不输于人”,正是坚定了这一信念,才让他在回国的二十余年动物基因科学研究历程中,不甘落于人后,始终立于国际前沿,从容前行。
  正如李宁所说,“不管是近期鸭基因对于禽流感作用的研究,还是回国后一直致力的克隆、基因研究,我一直力求让自己的研究能站在国需的层面上,这是一种判断,也是一种责任,就像‘两弹一星’,如果我们没有它,我们就必须要创造条件去拥有它。”
  
科研:快乐的科学“顽童”“闪耀”的科学精神
  
  “我不知道世上的人对我怎样评价。我却这样认为:我好像是在海上玩耍,时而发现了一个光滑的石子儿,时而发现一个美丽的贝壳而为之高兴的孩子。尽管如此,那真理的海洋还神秘地展现在我们面前。”——科学家牛顿一席话向世人展现了一名科学家快乐探寻的精神世界。
  在动物科学院士李宁的世界里,我们也看到了这样一个乐在科研的“顽童”形象:每天深夜一点之后归家,梦想远离一切繁琐杂事,陶醉于最纯粹的科学研究,潜心于有价值的推广??对他来说,动物克隆、基因研究世界里的许多未解之谜,就像一场玩迷藏的游戏,他享受一番探寻过后,谜题解开那一刻所带来的成就感。在他身上,闪耀着许多科学家特有的科学品质和态度。
  创新是一个民族发展的源动力,创新对于科学同样如此。在李宁长达三十余年的动物科学研究生涯中,一直坚持秉承科学创新的精神。他对创新的认识,是建立在传承和自信的基础上。
  他说,“任何一项技术创新,你都可以在历史长河里找到它的源头和基础,譬如‘多莉’克隆技术的突破,都是站在巨人的肩膀上,巨人的成果大家都是可以看得到的。当你的技术做到前沿的时候,其实,大家都能看到这层“窗户纸”在哪里,只是谁第一个去捅破它。”
  在同领域的竞赛中,李宁一直保持着昂扬的斗志:
  在利用转基因克隆研制的奶牛乳腺生物反应器方面,他和团队仅用5年的时间就走过了美国科学家13年走过的路,达到了国际最先进的水平;
  在克隆工作的基础上,他们构建了稳定的牛乳腺生物反应器平台。在国际上首次利用体细胞克隆技术获得人乳铁蛋白基因、人α-乳清白蛋白转基因、人岩藻糖转移酶转基因克隆牛和人溶菌酶转基因奶牛,并获得了高效表达,在国际上首次成功完成了转基因克隆奶牛的“再克隆”,表明我国克隆技术又进入新的高峰;
  在畜禽基因组的研究中,他组织团队成员利用国际上最前沿的分子生物学技术,较系统地对我国地方动物遗传资源的优秀基因进行了原创性的挖掘和利用,分离克隆了一批具有我国独立自主知识产权的基因;
  ……??
  涌入在动物科学研究的技术改革浪潮中,李宁用自己长期积累下来的对于科学严谨的态度,积极创新的精神,实事求是,脚踏实地地攀爬着科学象牙塔。“自然科学是一个人跟物打交道的问题,自然的规律就在那里,只是你怎么去认识他。我觉得在自然科学的探索道路上,只要你坚持,努力,勤奋,没有过不去的关。当然也要智慧一点,要保持跟国际的交流等。”李宁如是说。
  对于困难,李宁从来都不畏惧。在克隆技术的攻关过程中,他印象最深刻的是他和他的团队在技术不断改进的过程中一次又一次的心理磨练过程。很多克隆胚胎构建好后移植进入成功怀孕了,大家都很高兴,但过了几个月就流产了;有很多动物,慢慢地不流产了,但是一生下来就死掉了??整个推进过程非常困难,但他们早已经习惯了这样一次又一次的失败,他们将这样的失败当成更进一步的阶梯,挫折中不断在思索:是操作的问题?是环境条件所致?还是营养液的问题??围绕这一系列的思索,他们会展开很多技术讨论会,不断地调整、改进技术。那段时间,李宁很少会在凌晨一点钟以前回到家里,没日没夜加班加点,满脑子都是思考的问题??历时一年多,他们最终才获得能够存活的动物。
  李宁至今为共有五次成果获得国家奖,其中有四项是属于传统生物育种方面的奖项,只有一项在克隆动物研究领域。从传统优势的育种科研领域转向前沿,李宁放弃了很多。只因他心中早已根深蒂固的“落后就要挨打”的警钟长鸣,他不希望看到在自己的专业领域,中国原本可以有站在人前的机会,却因此而错失跨越良机。
  追赶前沿的同时,李宁不忘将科研做强,做实,力争将每一项立足于国需的科研成果推向产业化,他说这是一个科学家的生命价值所在。正因为将责任肩负在身,才让他在之后的科研生涯中,立志将克隆技术搬下高阁带入寻常百姓家。
  
终极目标:克隆实现“傻瓜” 动物可以“设计”
  
  “我要把人生变成科学的梦,然后再把梦变成现实。”科学家居里夫人曾说过这样一席话。对李宁来说,长期翱翔于动物科研领域,他也有着自己的“终极梦想”,并一直致力于把梦变成现实:
  “坦率地说,在克隆技术上,我们并没有投入很多的精力,对我来说克隆技术只是一个强大的工具,而这不是我的目标,我的目标是通过克隆技术,最终让其实现‘傻瓜式’的普及化和实用化。此外,我还有一个重要目标,即希望通过克隆基因技术,实现‘设计’动物的梦想”。“傻瓜式克隆”和“设计动物”成为李宁如今追逐的两个目标。
  从21世纪初起,李宁及其团队就在开发一套“傻瓜式克隆技术”,之所以称为“傻瓜式”的,是因为他们希望这套克隆技术能让没有经过长期专门训练的普通技术人员都能使用,只要看了说明书,中专毕业、高中毕业甚至初中毕业的人经过一定培训也能使用。克隆技术的普及化能够促进其实现产业化,从而打开一条我国畜牧业变成高回报产业、实现跨越式发展的重要途径。
  什么是“设计动物”?初涉这一概念,很多人会有这样的疑问。通过李宁院士的一番描述,记者进入到了一个神奇而有趣的动物设计世界:“如果您觉得猪的耳朵太大,可以设计出一只小耳朵的猪来;觉得猪的尾巴没用,可以设计一只没尾巴的;如果你不想让牛长出犄角,可以设计没有犄角的;你喜欢吃猪排骨,可以将原来的15根变为18根甚至更多;想要猪多长瘦肉,可以设计瘦型猪;皮毛也可以设计,黑的、花的甚至是熊猫猪??
  人类将步入一个克隆、设计的时代,然而一切有趣的想法背后,依托的正是基因工程技术和克隆技术的发展。通过基因技术,人类可以将细胞取出,并在细胞层面上按照需求将相关基因进行删除、修改、植入。但细胞就是细胞,它不是生命的整体,克隆技术就是把这个细胞变成一个生命。所以说基因就像是一幅“蓝图图纸”,与克隆技术相辅相成,从而帮助人类实现理想品种的繁殖。
  对于克隆、设计动物的安全性和伦理性等问题,李宁强调政府和科学界会有相关的法律法规来加以规范和约束。科学是把双刃剑,不能因为害怕风险而止步不前。
  朝着目标,李宁及其团队继续磨砺前行。在他的办公室里,一套近期由他主编的“中国养殖业可持续发展战略研究”咨询项目丛书放在很醒目的位置,作为院士,除了日常科研工作之外,他还担负着为本行业战略规划甚至国家社会经济发展献计献策的重任。

“转基因之争”问题访谈

  转基因食品的争论由来已久,一波未平一波又起,近期有关于转基因大豆的质疑声“来势汹汹”,又将转基因食品的安全性问题推向风口浪尖。转基因食品到底安全不安全?动物转基因是不是也存在同样的问题?争端未定,难免有人选择避开锋芒,记者抱着试试看的心态询问李宁院士,不承想,他很爽快地接下这一话题,他说,公众质疑是因为不够了解,而媒体和专业科学家都有义务和责任拉近大众与转基因的距离,让质疑止于了解——

  记者:转基因食品到底安全不安全?社会上之所以对转基因存在有很多质疑,很大一部分是因为大家都觉得如今的物种是大自然通过千百年进化而得,科学手段无异于人为改变了这一过程,所以会存在隐患。您怎么看?
  李宁院士:我不认为会有安全问题。我们今天所有的物种都是大自然选择的结果,原先我们依靠的是自然优胜劣汰的形式,现在我们是通过现代技术,根据人类的需要,在科学的基础上加快了这种进程,动物也一样。前提是什么?是建立在法律法规、行业规范的基础上,是建立在我们人类共同的科学技术理论知识累积上。如果我们通过这些来判断它是健康的、科学的,那它就是没有问题的。为什么可以这么说?物种是千百年来进化的结果,而我们的科学知识同样也是通过进化和积累出来的一个结果。不要以为科学家创造转基因物品已经脱离了自然本身,因为人类已经可以为了自身的需要去做这些创造。我们都知道,人类之所以变成人类,是因为他已经摆脱了自然的束缚,而其他物种,比如老虎等其他动物,都还是直接在向大自然索取。但是人类发展农业以后,就摆脱了这种束缚,改由我们自己来进行生产,所以今天的人才能够发展至此。如果人类还是在向自然索取,你就得听自然的,就是自然在对你进行改造,但是今天,人类已经不是这样了,所以,为什么我们不能在科学的基础上,根据我们人类自身的需要改造原本的物种?以此来实现进步?
  记者:那怎么就能确定转基因是安全的?
  李宁院士:通俗地讲,因为“设计动物”是按照人类的思想来进行的,在设计的过程中,你肯定会考虑安全性的问题,就跟设计“鸟巢”一样,建筑师在设计之初肯定会把安全技术问题考虑在内,能不能抗震,能不能抗台风等等,要不然“鸟巢”不就塌了么?同样的,科学家在进行转基因科学技术研究的时候,也会将各种风险因素考虑在内,一项转基因技术往往要通过长时间的审批过程。美国的三文鱼转基因申请已经申请了二十来年,至今未获批准,可见其是一个慎重考虑方方面面的事情。如今,质疑转基因的往往是那些非专业人士,搞工程的去质疑生命科学专业,可信么?为什么大家不愿意去相信专业科学人士而去轻信非专业人士的质疑?
  记者:那有没有可能存在有超出科学知识掌控范围的“意外”?会不会有不怀好意的人借此做出超出法律法规和违反道德伦理的事情?
  李宁院士:科学创新肯定会有意外,意外是一个概率的问题,意外不可避免。就跟做工程一样,你能保证说一点意外都不会出现?我们要做的就是怎么去防范这种意外,出现意外的时候采取有没有应对措施,这比什么都重要。在科学上,为什么我们讲会有伦理道德委员会,生物安全委员会,会有科学研究的规范。如果研究的意外风险很大,科学群体会考虑暂缓研究,等待知识累积到更多的时候再去创造。而当你从事冒险的创新的时候,也会有相关部门和社会群体甚至出资方会对风险进行各方评估。
  至于第二个问题,全世界的科学家他有什么理由去设计出一个怪物来?他没有这样的需求。很多不了解的人会站在医学、伦理、安全等角度对转基因进行质疑,其实这跟人类发展大规模杀伤武器是一样的,科学家本身是不愿意制造这个东西去毁灭世界的。我们在追求科学的同时,可能它会是一把双刃剑,但对科学家本身来说他的意愿还是往好的一面。我觉得科学创新本身是向好的,就比如我们设计猪,是想让猪不得病,瘦肉更高,脂肪更少,如此一来就可以防止心血管病,红肉就可以吃了??
  记者:改变了基因以后,怎么证明对人类没有害?怎么验证?
  李宁院士:如今的科技水平发展到这一程度,我们是能够验证的。传统食品并不是有多好,很多人也会对海鲜、鸡蛋等等过敏,不是说它通过几百万年建立起来就是安全的。我们现在的食品科学非常清楚,米饭、鸡蛋里面有什么营养,哪些营养对人类是有益的,哪些是对人类无益的。所以我们在设计、改良动物的时候同样会去采用传统的知识来进行判断、改造这种物种,把过敏的因素去掉,把有害的因素去掉,它是一个进步的科学,只能是更多人能够享用他,这并不是一个无知的过程。为什么我们不能相信这是一个科学的过程?一条大江上的鱼,长时间生活在日渐被改变的水质里,又有多少人会去评价它安全不安全?我们生存的外围都在发生着变化,为什么我们不能与时俱进地去考虑问题?
  记者:有人说像美国这样的转基因生产大户都不吃转基因产品??
  李宁院士:造成今天的局面是有些媒体不愿意去认证求证,美国的FDA(食品和药物管理局)、USDA(美国农业部)等等机构都会对每年生产的粮食进行公布的,美国是一个很透明的社会,欧盟也一样,如今欧盟反对转基因的声音越来越弱,开放的转基因市场也越来越大,去年欧盟有8个国家在生产转基因作物,有20多个国家允许转基因商品的进出口,这是历史上从来都没有的。对欧洲来说,马铃薯是他们的主粮,而第一个批准转基因马铃薯的就是欧洲,这是事实。对于转基因生物是安全的这一点,其实欧盟国际粮种组织、世界卫生组织等机构早就已经发布过了。
  对转基因生物安全的考量,往往要比传统食品要严格得多得多。比如牛奶、花生、豆子对很多人也不安全,可对转基因安全食品不是这样,没有一个转基因食品的安全评价是在短期内做出。美国一直是一个在科技创新路上领航前行的国家,上面我提到过的最早的转基因动物三文鱼申请从1994年到现在依然没有批,一个食品做了20多年的安全性考察,大江上的鱼会去这样评价它吗?说白了所有的生物都要转换,粮食和饲料之间的转换,饵料的转换,藻类的转换,合成的速度更快,不仅证明他是安全的,而且比野生更安全,因为一些重金属如汞、有害物质因为生长速度快不易累积。食品对人体有没有伤害,我们是有判断标准的。我们并不是没有法律体系,法律是进步的,科研的判断标准同样也会进步。但美国为什么到现在都没批?这是一个涉及到环境、产业、政治等复杂的问题,科技优势形成的新产业可能会导致传统行业的人失业,政治和科学形成对垒,是政治决定产业还是科学?我说政治应该鼓励科学、鼓励创新,而不是鼓励落后。
  记者:为什么这么多质疑,您认为原因在哪儿?作为一名专业领域里的专家,您想对普通大众说些什么?
  李宁院士:这其实是一个沟通的问题。质疑是因为不了解。媒体和专业科学家在沟通的时候担任两个重要角色。传播正确的科学知识是一个科技工作者的责任,而媒体要把各方观点摆出来让大众去选择,这是一件很难的事情。这是一个百“思”齐放的年代,就像一部《红楼梦》有人看到才子佳人,有人看到道貌岸然,有人看到的是淫秽。每人心中都有自己的红楼梦。在科学世界里,很多人也有自己的想法,有人希望生活在现代,有人愿意回到古代,搭个草房在后院养几只鸡生活,你不能去劝服所有人接受某种生活方式,实际上是一个选择的问题。
  现在很多创新的东西不会立马去影响老百姓的生活,但克隆和转基因会立马影响生活,改变产业。所以会不一样。我们研究的东西,如果老百姓不接受,研究和创新就失去了意义。作为一名科学家来讲,研究了一辈子的东西,明明可以是推动人类文明进步的东西没有得到认同感,会觉得痛心疾首。最终失败的是全民族的失败,不只是某个科学家的失败。所以说很多前沿、创新的东西,是全社会、全民努力的结果。
  

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