“你們放下手頭的所有工作,全力做這件事?!?月31日,大年初七,陸劍把自己的兩位博士生拉入了一個小群。
他給學(xué)生布置了一個任務(wù)——根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的公開基因組序列,研究新型冠狀病毒。
那時,陸劍也未預(yù)料到新冠肺炎疫情會持續(xù)這么久,影響這么多人。他的想法非常簡單——給暫時無法返校的學(xué)生找點事做,讓他們學(xué)些新東西。
陸劍是北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院及蛋白質(zhì)與植物基因研究國家重點實驗室研究員,主要研究領(lǐng)域是進化生物學(xué)。根據(jù)疫情防控要求,學(xué)生目前還無法返校。5月底,陸劍帶著科技日報記者走過一間間空蕩蕩的實驗室,笑著說:“還有些不習(xí)慣。”
“這個地方太不同尋常了”
1月末,對新冠病毒的研究如雨后春筍。1月30日,《自然》的一篇文章顯示,已經(jīng)有54篇與新冠病毒相關(guān)的英文論文發(fā)表。
陸劍記得,2003年他在美國芝加哥大學(xué)攻讀博士時,導(dǎo)師吳仲義先生與趙國屏先生及國內(nèi)其他專家合作,完成了SARS的基因組演化研究。那時,陸劍并沒有直接參與這項工作,但也被演化生物學(xué)與基因組結(jié)合所表現(xiàn)出的強大力量震撼。面對此次新冠肺炎疫情,陸劍想,或許自己能做些基因組演化工作,“這是我們的老本行”。
陸劍也把它當成一次實戰(zhàn)教學(xué),學(xué)生回不來,但學(xué)習(xí)要繼續(xù)。
病毒基因組演化的樣貌漸漸展現(xiàn)。這是一種單鏈RNA病毒,基因組為近3萬個核苷酸,編碼12個基因,編碼區(qū)占基因組的近98%。
研究開始后不久,他們就抓住了第一個不尋常之處。
那時,能夠分析的數(shù)據(jù)不多。即使一邊做一邊補充更新的數(shù)據(jù),他們也只能分析103個病毒的基因組數(shù)據(jù)。
但就是根據(jù)這103個序列,在參考基因組的第8782和第28144位,課題組看到了“打包出現(xiàn)”的突變——這似乎是兩個高度連鎖的突變位點。
一般基因的突變都是單個隨機出現(xiàn),但這里的突變有所不同——“有你必有我”。“當時并不知道這個發(fā)現(xiàn)會有多大的意義,我只是覺得它太不尋常了。”
陸劍用投屏的方式向記者演示他的發(fā)現(xiàn):“你看,新冠病毒基因組存在兩個非常明顯的譜系。”
課題組把兩個譜系稱為“L”和“S”,它們因基因組28144位突變對應(yīng)的氨基酸分別是亮氨酸(L)和絲氨酸(S)得名。在103個樣品中,72個為L譜系,29個為S譜系。
譜系之間分得如此清晰,也意味著這種分化在病毒演化早期就已經(jīng)產(chǎn)生。那么,究竟哪一個譜系更為古老?
在這里,陸劍課題組也引入了做演化分析常用的一種手段——外群分析。他們用更為古老的病毒作為參考系后發(fā)現(xiàn),在樣本中占據(jù)更大比例的L譜系其實是“后來居上”,它實際上比S譜系更年輕。
學(xué)生:幾個月只出過一次家門
“疫情就擺在那?!边@是在交流中課題組博士生吳長城常說的一句話。疫情是“命令”,是責任,也是壓力。
對學(xué)生來說,和新冠病毒的這次交手,確實是一次頗具挑戰(zhàn)的學(xué)習(xí)過程。他們必須快速掌握此前并不熟悉的軟件和分析工具,來到這個熱門又陌生的領(lǐng)域。在短暫摸索之后,找到自己的位置,安營扎寨,埋頭深挖下去。
“有消息就回,有活就干?!眳情L城這樣形容他們的工作狀態(tài)。有一次,大家合作在微信群里改論文,一口氣從頭一天傍晚6時改到了第二天凌晨5時。
他們都覺得時間緊迫。
讀博士三年級的課題組學(xué)生唐小鹿,從寒假到現(xiàn)在,就出過一次家門。
家長和孩子必要的溝通,是在飯點。團隊成員經(jīng)常開語音討論會,唐小鹿能聽到手機那頭的叔叔阿姨在催著——“吃飯了!”她的戰(zhàn)友們會短暫停頓一下,喊回去:“等一會兒!等一會兒!”
“唐小鹿,吳長城,姚欣敏,吳鑫凱……這些學(xué)生責任感很強,確實是比較‘玩命’地在做研究?!标憚Π阉麄儼€夸了一遍。
其實,在學(xué)生們看來,陸老師也是一個似乎不用休息的“狠角色”?!八?jīng)常夜里一兩點還在群里發(fā)消息,早上再一看,老師又出現(xiàn)了?!碧菩÷拐f。
會繼續(xù)用科學(xué)說話
3月3日,《國家科學(xué)評論》(National Science Review)在線發(fā)布了陸劍和中科院上海巴斯德研究所崔杰課題組合寫的論文《SARS-CoV-2的起源與持續(xù)進化》。其中最引人注意的,就是新冠病毒的譜系劃分。
對陸劍來說,后面發(fā)生的事情,才是被他稱作“最困難”的部分——關(guān)注的人太多,誤讀太多,爭議也接踵而來。
論文結(jié)論被加上延伸解讀,出現(xiàn)在了微博熱搜;陸劍的郵箱里,收到了來自世界各地普通人的問詢郵件。他們問陸劍,病毒變異了嗎?會不會影響疫苗效力?
其實,RNA病毒產(chǎn)生變異很正常,但這些變異如何影響病毒的功能,還需要進一步研究。
“我完全沒想到會有這么多人關(guān)注!”陸劍感嘆,“這是壓力,也是鞭策。”
論文上線后,有國外研究者在網(wǎng)站上質(zhì)疑病毒的分型可靠性。陸劍向質(zhì)疑者詳細解釋了研究方法和結(jié)論。
陸劍課題組論文發(fā)表約一個月后,國外也有團隊報道了病毒的分型。實際上,那篇文章對病毒的分型與陸劍課題組的基本一致。
現(xiàn)在,公開數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)有了33000多條病毒基因組序列,超過99.5%病毒基因組依然可以清晰地分為L或S譜系。也就是說,當初團隊根據(jù)103條基因組序列得出的結(jié)論,完全經(jīng)得起推敲,也進一步得到了驗證。
現(xiàn)在,課題組依然在連軸轉(zhuǎn)。他們和合作者一起細分了兩種譜系的亞譜系,繪制了新冠病毒亞譜系的世界分布圖,也在病毒不同譜系致病性上得出了一些初步結(jié)論。
“新冠病毒是全人類共同的敵人,能盡一份力,也是一種貢獻?!标憚ο敫兄x很多人:武漢大學(xué)相關(guān)團隊,中科院昆明動物所呂雪梅研究員等同行,還有張亞平院士和吳仲義教授等資深科學(xué)家的組織和指導(dǎo)……在這些人身上,他看到了強烈的社會責任感和忘我的科研精神。陸劍反復(fù)強調(diào),團隊的基因組分析工作是建立在我國和世界各地奮斗在一線的醫(yī)務(wù)人員及科研人員共同努力的成果之上的?!拔覀儠眠@些寶貴的數(shù)據(jù),繼續(xù)探索病毒的演化規(guī)律,純粹用科學(xué)說話?!睆埳w倫
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