人生前30年:求生、求学、留学

我出生在湖南湘西一个边远的小县城,儿时家境殷实,但后来我曾经历过一段困苦的生活。这段经历给我带来了深远影响,以至于在我长大后一直认为:肉体痛苦要远比精神痛苦更加痛苦,毕竟吃饱饭、活得健康长久才是最重要的事情。

除了生活上经历了大变动,我的学业也被迫停止。直到20世纪70年代,我才得以攻读未完的学业,1979年毕业于湖南医学院(现中南大学湘雅医学院)医疗系。在我尚且年轻的十几年光阴里,因为各种各样的缘故,没有机会静下心来好好念书,一直行走在“求生”路上。

时间来到了20世纪末,我真切感受到“不求学不行”,所以开始拼命学习,努力考上了研究生,并在1986年毕业获得了北京中医学院(现北京中医药大学)中西医结合学科病理专业硕士学位;1988至1994年,选择出国留学,先后在美国德州大学、爱荷华大学、华盛顿大学从事博士后研究。

如果说我是1968年走入社会开始“闯荡江湖”,那我的前30年可以用6个字高度概括:求生、求学、留学。


争取到全球顶级基因研究圈“入场券”

留学期间,我主导成立西雅图华人生物医学协会,当意识到人类基因组计划“大有可为”,我便开始策划将“国际人类基因组计划”(简称“HGP”)引回国内。于是我召集并劝说几个同学:“我们把人类基因组计划搬回来吧,干1%。”1994年,我回国创建了吉比爱生物技术(北京)有限公司,并积极推动中国参与人类基因组计划。

21世纪前20年的基因组学,是一个很有争议的领域,但也是很有意义、很有发展前景的领域。

实际上,在当时,中国要不要参与HGP?中国的基因组研究计划是什么?中国的科学家将如何面对这一新的发展领域?这些问题的答案都没有经验可以借鉴。1997年11月,我应邀参加了在湖南张家界召开的遗传学研讨会,也是在此会议上,我和于军、杨焕明等人共同提出了中国HGP的战略构想,这成为我们共同事业的起点。

HGP是20世纪最具全球化和人类共同体气质的行动计划,与曼哈顿原子弹计划、阿波罗登月计划并称“20世纪人类三大科学工程”。其中HGP项目预算高达30亿美元。它致力于通过全球科学家的精诚合作,完成对人类基因组图谱的绘制,从而助力人类认识自身、掌握生老病死规律以及疾病的诊断和治疗。

尽管我们研究的内容只是整个计划的1%,但没有资金、没有支援和保障,国内没人敢尝试这个宏大的课题。在当时提出参与HGP的想法无异于痴人说梦。

但我们并未怯步,就算砸锅卖铁,也要尽全力参与到这个计划中,为中国争取到这张全球顶级基因研究圈的“入场券”。最终我们争取到了,HGP项目组宣布:由中国科学家团队承担项目的1%测序任务。

1999年9月9日,为代表中国参与并完成该计划,在北京空港开发区一栋旧厂房里,北京华大基因研究中心宣布成立,于军、杨焕明和后来加入的刘斯奇,我们四个人成为联合创始人。

2000年6月26日,经过美、英、法、日、德、中六国科学家的共同努力,人类基因组工作框架图宣布绘制完成。20多年来,伴随着人类对“生命天书”的逐步深入,人类终于有可能从生命的最基本结构上去认知生老病死和万物生长,认识生命起源。

拿人来说,它最早是从一个受精卵开始,人类基因组有30亿个碱基对,这个数据量是巨大的。我们要按照生命的中心法则,从基因开始去认识生命。这就是HGP启动的根本原因,它给生命科学领域带来许多有感或虽未感却已发生的变化。


从参与接轨到时空组学的全面引领

2007年,我带着团队南下深圳,创办深圳华大基因研究院(现“深圳华大生命科学研究院”,简称“华大研究院”)以及之后的科研、产业与人才培养体系,逐步实现了“产学研”的无缝连接、融会贯通。

科技是第一生产力。过去,中国人在人类科技认知史上的贡献是相对有限的。如今,在深圳这片改革开放、科技创新的土地上,我们正在快速弥补这方面的不足。对人类基因组的研究是人类认知自己、认知世界的一个必由之路。

我们对生命的认知,从基本哲学思想的思辨到中医基本理论的形成,再到近代医学的形成,都走过了漫长的路程。文艺复兴解放思想后诞生的解剖学奠定了医学的基础。

从16世纪末显微镜的发明到19世纪核酸的发现,再到20世纪50年代双螺旋结构的解析;从吴瑞先生最早发明的测序技术,到Sanger测序方法,再到人类基因组计划的实施。几百年的时间里,我们对自身的认知,对疾病的认知,对生老病死、万物生长的认知经历了巨大的发展变化。

生命的起源是什么?精神从哪儿来?我们能不能回答这样的问题?愿不愿意解决这个问题?这是华大在做的事情,也是想要尝试回答的问题。

回顾人类基因组工作框架图绘制以来20多年的历程,我在人生的不惑之年回国创业,带领一支年轻的科研团队,从承担“国际人类基因组计划”1%任务、“国际人类单体型图计划”10%任务,到独立完成“亚洲人基因组图谱”100%任务,再到完成“国际千人基因组计划”亚洲部分,以及今年5月我们发起成立了“时空组学联盟”,华大的发展经历了从参与接轨,到独立同步,再到支撑引领的蜕变和进化过程。

其中,尤为重要的是2020年以来华大自主研发的时空组学技术。“时空组学”简单来说就是在时间和空间维度上进行基因组、表达谱、多组学的研究。这是一块尚未有人探索的全新领域,也是千载难逢的机会。

我们基于华大时空组学Stereo-seq技术,已经实现了诸多突破。

细胞出版社官网以“时空组学联盟”专题的形式发表了我们绘制的全球首批生命全景地图,首次从时间和空间维度上对生命发育过程中的基因和细胞变化过程进行超高精度解析。其中,小鼠胚胎发育时空图谱以封面文章的形式发表于《细胞》杂志。

我们又基于这一技术,构建了全球首个高分辨率的蝾螈脑再生时空图谱,为认知脑结构和发育过程提供助力,为神经系统的再生医学研究和治疗提供了新的方向。

未来,我们在这一领域要持续产出新成果,形成全面引领性的发展,以大科学工程、大科学装置、大数据计算为导向,形成以国家力量作为支撑的新发展模式。