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POSTTIME:2018-06-12

这位北大教授,是才华横溢的“摄影家”,更是打破学科边界的帅气

这位北大教授,是才华横溢的“摄影家”,更是打破学科边界的帅气科学家!

2018-06-12 09:10 来源:北京大学 科学 /北京大学 /化学

原标题:这位北大教授,是才华横溢的“摄影家”,更是打破学科边界的帅气科学家!

编者按

罗塞塔石碑用古埃及象形文、古埃及世俗文和古希腊文记载了同样的一段话,一千多年后出土时文字各有残缺,考古学家通过三种语言的对照解读出了这段话的内容。这是多角度观察记录一件事物,综合得到对它更准确认识的实例。

通过数据的冗余来避免信息传递的错误,这种思维已经广泛应用到通信、数据存储等多个领域。而现在,黄岩谊及其团队把它运用到了DNA测序中。

本期燕归来,让我们走近北京大学工学院教授,北京大学生物动态光学成像中心研究员,北京未来基因诊断高精尖创新中心研究员、副主任黄岩谊教授

走进黄岩谊的办公室,白板上和学生们讨论的想法还未擦去,书架上仪器模型混杂着科学、社科等各类书籍,穿着文化衫的他从一张站立式办公桌上的电脑上移开了视线。

为了更高效集中,黄岩谊坚持站立办公,他请学生根据他的身高设计组装了这张不能升降的办公桌,他坦率地说:“我特了解自己弱点,买来的升降桌能降下来,我就不会升上去了。”

十年一剑,

精准掌握生命密码

DNA的功能着实令人着迷:存储生命遗传信息。

要想掌握这些生命密码,测序是必不可少的,目前的测序手段普遍采用化学反应测定碱基的顺序,但化学反应的不完美性导致测序存在一定的误差,这令科学界头疼。

黄岩谊和他的团队想到了多角度验证的方式,通过三个完全正交的维度对DNA序列进行观察,三次观察结果互相补充、验证,从而能够推导出正确的DNA序列。

想法有了,真正的挑战则在于细节落实:从合成化合物、表面的化学修饰,到构建数学模型,实现算法,在分子量级的精细之物上做实验并非易事。并且,这是一个多学科交叉的课题,有时解决了一个小问题反而引发了另一个问题。

这不仅需要多方面知识作为基础,更需要先前大量的测序与单细胞实验经验来支撑。研发的过程几次接近崩溃的边缘,实验室成员们甚至思考是否要终止课题。

大家在开诚布公的探讨、严谨理性的辩论后一致认为:不断地迭代优化,测序法会有所突破。他们对了。

这位北大教授,是才华横溢的“摄影家”,更是打破学科边界的帅气

简并测序:代表DNA四种碱基的抽象结构及投影

这项纠错编码测序法(ECC),在原理样机上实现了单端测序超过200碱基读长无错误,纠正了之前其他高通量测序法无法纠正的错误,成果发表在Nature Biotechnology上。

这距离课题开始已过去了七年

“实验科学普遍要经历曲折困惑的过程,我不会因为经历了就觉得多自豪。”黄岩谊倒是把这看作一种常态,“但是做科研不需要堂吉诃德式的偏执热血,而是需要基于科学的理性思考和判断,困难是持续的,失败成功是反复的。”

“纠错编码测序法是一项非常有独创性的研究工作!”BIOPIC中心主任、世界著名的生物物理化学家谢晓亮评价说。

在此研究之外,他的实验室目前主要从事单细胞定量分析的研究,从单细胞出发,对复杂生命现象的实现过程进行精确测量,以对生命过程获得更深刻的了解。

举个简单的例子,被称为“万病之王”的癌症就往往从单个细胞开始病变,无论是早期诊断还是后期控制,单细胞的定量研究对治疗癌症的意义显然是基础性的。

无标签学者

与BIOPIC中心的坐标系

如果你因此觉得他是生物学家,这绝不是标准答案。

黄岩谊在北大化学学院完成了本科和博士学业,在加州理工学院的博士后阶段则主要钻研光学方向,再到目前的生物工程领域,表面上专业名称大变化,背后隐藏着研究问题驱动的连续性,对他来说,追着重要的问题走才是关键

在北大读博士的时候,黄岩谊的专业是无机化学,然而他所研究的课题并不是传统的无机化学,他的导师黄春辉院士鼓励他迎难而上,突破无机化学的边界,补充其它学科的知识储备。

“不是专业决定了你的知识构成,知识都是学来的”,黄岩谊特别不赞成把他的研究理解成他之前各种专业知识相加的结果,这也是他对于交叉学科的看法:不是因为储备好了各方面知识,所以交叉成一个学科,而是研究了一个需要多方面知识支撑的问题,在过程中发现需要什么知识就去重新学习。

这位北大教授,是才华横溢的“摄影家”,更是打破学科边界的帅气

1998年,黄岩谊在北大读书

现在,生物动态光学成像中心(即BIOPIC中心)无疑为他提供了绝佳的环境

这个以技术为驱动的多学科交叉中心汇集了数学、物理、化学、生物工程、信息科学等众多学科背景的研究者。

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