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鐘恬
2025-03-14 09:44
證券時報記者 余勝良
著名分子遺傳學家和植物生物學家、南方科技大學前沿生物技術研究院院長朱健康近期接受證券時報記者專訪，就其目前科研方向、科研成果產業(yè)化等內容作了解答。
朱健康目前關注的兩個課題是人類如何更長壽、如何吃得更健康。這兩個目標都可以通過基因編輯實現。
1 論文引用數居前
朱健康連續(xù)多年入選全球“高被引科學家”名單,是世界自然科學領域發(fā)表文章引用率最高的科學家之一，根據斯坦福大學與Elsevier共同發(fā)布的第七版《全球前2%頂尖科學家2024》，朱健康位列生命科學全球第一。據統(tǒng)計，截至2024年，朱健康論文引用數量為569個，他引總分為107，他引數為10.25萬，在生命科學領域排名第一。
朱健康表示，他論文被引用最多的有兩個領域，一個是早期植物抗逆研究，植物生長過程中常常受到各種不利環(huán)境條件的影響，科學家一直致力于找到抗逆基因，幫助植物與逆境對抗，獲得更好的生存和發(fā)展。比如抗逆可以讓生物長得更好，在鹽堿地、干旱的荒漠里生長。
朱健康由此開辟了植物逆境生物學分子遺傳這個新的領域，20多年來，朱健康團隊一直在國際上引領這個領域發(fā)展。
近期引用較多的是他在DNA甲基化方面的研究。DNA是由最基礎的4種堿基組成，分別是A（腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶）、C（胞嘧啶）和G（鳥嘌呤），而ATCG通過A-T、G-C這樣的“互補配對”原則，來形成遺傳信息的編碼。
據了解，甲基化是指在DNA的特定堿基上添加一個甲基基團（-CH_[3]）的化學修飾過程。在生物體內，甲基化主要發(fā)生在DNA的胞嘧啶（C）堿基上，形成5-甲基胞嘧啶（5mC），業(yè)內將其稱為DNA的第五堿基。
這種修飾不改變DNA的序列，但能夠影響基因的表達模式，是表觀遺傳調控的重要手段之一。甲基化可以調節(jié)基因的表達和關閉，與癌癥、衰老、老年癡呆等許多疾病密切相關。
基因甲基化和壽命最為相關，相關性達到0.95以上。甲基化一直在變化，像時鐘一樣控制著人類壽命。
2 推廣基因編輯技術應用
2012年，兩位女性科學家Jennifer Doudna和Emmanuelle Charpentier發(fā)表了關于名為CRISPR-Cas9的基因編輯系統(tǒng)的開創(chuàng)性論文，她們隨后因此獲得諾貝爾獎。她們在試管內使用CRISPR系統(tǒng)對DNA進行剪切，發(fā)現這一系統(tǒng)經過改造后可以在指定位點切開任何DNA分子。
朱健康及其團隊對于新型Cas酶的開發(fā)做了大量的工作，其團隊涉及Cas12家族的Cas酶的幾項專利已獲得授權。與現有的CRISPR-Cas9基因編輯體系相比，這些Cas酶在實際應用時不會侵犯與CRISPR-Cas9有關的專利的權利。
相關專利影響巨大。2013年，哈佛大學醫(yī)學院George Church、麻省理工學院博德研究所的張鋒等人，將CRISPR-Cas系統(tǒng)成功應用于哺乳動物細胞基因編輯。2014年，美國專利商標局將CRISPR-Cas9技術相關的第一個專利授予了MIT的張鋒團隊，兩位諾貝爾化學獎獲得者和張鋒發(fā)生了專利之戰(zhàn)，張鋒團隊最終勝出。
2023年12月8日，FDA批準了首個CRISPR基因編輯療法Casgevy上市，用于治療12歲及以上伴有復發(fā)性血管閉塞危象的鐮狀細胞?。⊿CD）患者，一針要220萬美元，牽涉到CRISPR-Cas9專利。幾天后，Vertex Pharmaceuticals宣布將向張鋒創(chuàng)立的基因編輯療法開發(fā)公司Editas Medicines支付1億美元，外加銷售提成潛在許可費，以獲取其CRISPR-Cas9基因編輯技術的非獨家授權。
朱健康團隊通過各種方法推升基因編輯技術的應用。去年年初，朱健康團隊發(fā)表論文稱，開發(fā)出一種極其簡單的植物轉基因及基因組編輯方法，“極度簡化的切割—浸泡—嫁接（ES-CDB）”，用于Taraxacum kok-saghyz（TKS）的植物，通過切割TKS的根部，然后將切口浸泡在含有農桿菌的溶液中，從而實現遺傳轉化和基因編輯。
實驗中，他們利用這種方法成功地在TKS中引入了一個旨在編輯植物色素脫氫酶基因（TkPDS）的構建體，從而產生了易于識別的白化突變體。朱健康稱，這讓孩子、農夫都能做基因編輯育種工作。
基因編輯跟轉基因不一樣，轉基因是把植物沒有的東西放到植物里去，基因編輯是對植物自身基因的一些改良，把不好的基因或者一些抑制有益活性物質合成的序列剪掉。
3 如何吃得健康
朱健康團隊曾致力于農作物增產，在植物育種上已經做了很多嘗試，如提高水稻、小麥、大豆、玉米畝產量，培育抗病水稻、抗除草劑水稻、抗病小麥、抗褐化馬鈴薯等。
朱健康團隊現在主要關注的是培育功能性食品，讓普通人吃得健康。培育高油酸大豆、高VC生菜、高GABA番茄、低GI水稻等。
他認為，現在國人已不僅能吃飽飯，也能吃好飯，面臨的問題是吃得是否健康。
地中海沿岸居民患心血管疾病的概率低，平均壽命長，醫(yī)學界認為原因是橄欖油油酸含量高達75%。油酸被稱為血管的“清道夫”，學名是單不飽和脂肪酸，不容易氧化，不產生反式脂肪酸。反式脂肪酸易導致血管堵塞。脂肪酸影響人類細胞和細胞膜、影響心血管，在中國每年有將近400萬人死于心血管疾病。
傳統(tǒng)的饅頭、米飯、油條等會誘發(fā)“三高”，帶來血管堵塞、動脈斑塊等問題，通過農作物育種，可以幫助解決這些問題。朱健康主導研發(fā)的高油酸大豆獲得了我國第一張農業(yè)用基因編輯生物生產應用安全證書，可以把大豆從不到20%的油酸含量提高到80%以上，超過橄欖油的油酸含量。
朱健康團隊還有一項研究，是將番茄中的伽馬氨基丁酸（GABA）提高5倍。高GABA番茄已在日本上市。高GABA番茄可以降血壓、助睡眠，讓皮膚更有彈性。除了GABA，朱健康還將番茄中血清素、番茄紅素、維生素C、維生素D、NMN（抗衰老物質）的含量大幅提升，把各種對人體有益的活性物質都集成起來，讓身體更健康，延緩衰老。
在水稻、小麥等主食作物中，可以將淀粉變成抗性淀粉，限制升糖指數。鮮食玉米里面，有一種物質叫丁布，作用是抗蟲抗病，可以將其含量提升，增加甜味，但不會增加卡路里。
4 產業(yè)化還有很長的路要走
朱健康表示，其團隊在科研方面很有經驗，但產業(yè)化還有很長的路要走，種植、收儲和加工每一個環(huán)節(jié)都不擅長，需要一點點建立起來。
盡管目前其產品已獲多個安全證書，但還要面臨品種審定，等審定之后才能投入大規(guī)模種植。而品種審定現在的規(guī)則還很不清晰。
目前針對基因編輯方面的支持有所減少，從政府到高校，都有資金緊缺問題。另外，以前從社會融資比較容易，現在風險資金變少，手中有資金的也不敢輕易投資。
基因編輯產業(yè)化，還受成見影響。此前通過政府聯系了一家企業(yè)，計劃在大豆上合作，但對方擔心涉及“基因”二字會影響消費者的看法，沒能推動下去。
另外，國內知識產權保護也是很大的問題。其研發(fā)團隊的育種基地，面臨明目張膽的盜竊問題。
最后，盡管有多種優(yōu)勢，但是否能贏得消費者青睞，還是一個未知數。
5 研究者要敢于走進無人區(qū)
朱健康年幼時吃了不少苦，作為農民子弟，1982年第一次參加高考時有機會做了體檢，體重只有36公斤。餓肚子的記憶給他留下陰影，習慣吃飯時狼吞虎咽。復讀一年考上大學，上大學時他一邊讀書學習，一邊給留學生開武術訓練班。
進入科研工作后，他把重點放在破解植物抗逆難題，大部分課題是在研究植物抗鹽抗旱抗冷抗熱的機理。他本人就有超強的抗逆基因，能沖破各種阻力。因為在植物抗逆研究方面的成就，他33歲時在美國受聘為正教授，42歲時當選美國科學院院士。
除了上述植物育種，朱健康把相當大的精力用在DNA甲基化研究上，朱健康2022年一篇合作論文指出，ELOVL2基因近些年被發(fā)現是一個與年齡預測高度相關的基因，可以通過調控脂質代謝影響衰老速度和進程，表觀遺傳修飾狀態(tài)也與衰老和年齡生物鐘密切相關。
他試圖找到生命時鐘的計時機理，開發(fā)出將時鐘調慢一點或者回撥的技術，讓人類壽命更久。20多年前，朱健康團隊首先發(fā)現植物蛋白ROS1可以將DNA甲基化蛋白時鐘回撥，他現在正在研究如何將ROS1和CRISPR結合起來，把過多的5mC去掉，讓人類保持年輕。通過對DNA甲基化的編輯，不必打斷DNA雙鏈，只把甲基去掉或者加上，更安全且可逆。朱健康認為這將成為下一代基因治療的手段。
對于論文發(fā)表方面的成果，朱健康表示，這幾年國內論文總量已達到世界第一，頂級期刊發(fā)表文章越來越多，但人才評定、評估極端化，太過關注論文數量。不僅要看論文是否發(fā)表在頂級刊物上，更要看論文的實際貢獻，要么推動學科發(fā)展，要么推動應用發(fā)展。
他認為，科研關鍵是推動相關領域向前發(fā)展，研究者要敢于走進無人區(qū)。他從事的研究是多年后才成為熱門領域的。
