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北大生物经济学前沿改革大旨(BIOPIC)揭牌

作者:金沙国际    发布时间:2020-01-27 07:15     浏览次数 :198

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“我们有世界一流的科研条件,我们从事着人类最富有创意、最富有自由精神的工作。我们相信,我们的工作必将造福国家,造福人民,这是我的中国梦,也是每一位BIOPIC人的中国梦。从这里起航,实现我们的中国梦。”——北京大学生物动态光学成像中心主任 谢晓亮

12月10日上午9时,北京大学生物医学前沿创新中心(BIOPIC)揭牌仪式暨2018年度中心学术研讨会在中关新园1号楼群英厅举行。北京大学校长郝平、副校长龚旗煌,南开大学校长曹雪涛,北大相关职能部门人以及BIOPIC主任谢晓亮、BIOPIC师生和媒体代表等200余人共同见证BIOPIC揭牌仪式。揭牌仪式由BIOPIC常务副主任苏晓东主持。

近几年来,基于单细胞测序技术的科学研究取得了突飞猛进的发展,其成果解决了很多长期困扰临床医学的问题。2014年1月, 特邀记者Kelly Rae Chi在《自然•方法》 (Nature Methods)上发表了一篇题为“单挑测序”(Singled out for sequencing)的文章,回顾并介绍了单细胞测序技术对于人类早期发育、癌症以及神经科学研究的推动作用。Kelly指出,北京大学的一些学者在这方面完成了许多优秀的工作,做出了突出的贡献。

5月4日,中共中央总书记习近平到访北大,考察了生物动态光学成像中心(Biodynamic Optical Imaging Center, 简称BIOPIC),在听取了谢晓亮汇报工作后,总书记说,我们要把最好的资源凝聚起来,发挥各类人才的智慧,聚天下英才而用之。

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北京大学生物动态光学成像中心(BIOPIC)成立于2010年12月,BIOPIC的核心理念是做技术推动的生物医学研究,目标是通过技术创新对基础科学研究产生重要影响,同时也对人类医疗健康发挥积极的促进作用。2012年,北京大学BIOPIC主任谢晓亮教授在哈佛大学的课题组发明了单细胞基因组扩增新技术——MALBAC,并在国际顶级杂志《科学》 (Science)上发表文章,该方法通过形成闭合环来抑制DNA片段被重复地复制,以保持DNA扩增的均匀性,解决了传统方法对单细胞基因组扩增的强烈偏好性问题。谢晓亮教授的新方法在单个细胞水平实现了全基因组93%的高覆盖率,同时也能准确检测单个肿瘤细胞中的染色体拷贝数异常。

的确,在古老燕园的一隅,这幢现代化的大楼里,聚集了数位在各自领域最顶尖的人才。作为北京大学重点建设的前沿交叉实体中心,生物动态光学成像中心自2010年12月成立以来,吸引了多位在本研究领域具有世界领先水平的科学家,目前拥有美国科学院院士2人,长江学者4人,国家杰出青年基金获得者3人,千人计划学者1人,青年千人计划学者2人,他们具有不同的学科背景,但有同样的学术追求和愿景——利用尖端技术推动生物医学研究,希望对人类的医疗健康发挥积极促进作用。

活动现场

谢晓亮教授哈佛大学课题组立即与北京大学BIOPIC李瑞强研究员小组合作,MALBAC技术很快被应用于人类单个精子基因组的测序研究中,他们对一个亚洲男性的99个精子进行了单细胞全基因组DNA扩增,并且利用高通量测序技术对每个精子分别进行了一倍深度的测序。这项工作首次实现了高覆盖度的单个精子的全基因组测序,构建了高精度的男性个人遗传图谱,文章发表在同期的《科学》杂志上。

事实证明,这些研究对人类生产生活的影响,甚至超出了科学家们本人的想象。

郝平指出,自2010年建立以来,BIOPIC研究人员在单细胞高通量基因测序和单分子单细胞动态成像、基因表达调控研究与基因编辑等前沿创新领域做出了一流的研究成果。2014年5月4日,习近平总书记在北大考察调研期间,专程考察BIOPIC,对谢晓亮教授和中心取得的成绩给予高度评价。郝平回顾了习近平考察BIOPIC的情形,并指出,北京大学一直坚持面向重大科学问题、面向重大国家需求、面向重大学科交叉、面向重大仪器研制,致力于重大原始创新和取得重大标志性成果,BIOPIC成立是北大基础科研和临床医学相结合的重要范例。郝平表示,学校将继续加大对BIOPIC的科研投入力度,支持BIOPIC蓬勃发展。他希望,BIOPIC师生能够再接再厉、不断创新,为北大交叉学科发展、“双一流”建设作出重要贡献。

斯坦福大学教授、微流控专家Stephen Quake说:“从PCR技术被发明的那天起,人们就在尝试将其应用于分析单个细胞的基因组和转录组,但是直到今天单细胞测序才开始迅速发展。”2013年是单细胞基因组学突飞猛进的一年,BIOPIC在这一领域做出了重要贡献。

从无到有建设世界一流实验室

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单细胞检测技术在癌症研究中也开始发挥重要的作用。2013年12月, 北京大学BIOPIC白凡研究员和谢晓亮教授团队与北京大学肿瘤医院的王洁教授团队合作共同在《美国科学院院刊》(PNAS)上发表文章,对于癌症病人单个外周血循环肿瘤细胞(CTC)的全基因组、外显子组进行了高通量测序,发现在某一类肺癌患者的所有循环肿瘤细胞中存在着一种特定的基因拷贝数变异(CNV)模式,而不同癌种CTC细胞的基因组拷贝数变异模式不同,为癌症的早期诊断提供了全新的契机。这也是国际上首次实现对外周血循环肿瘤细胞基因组的高通量测序,标志着利用循环肿瘤细胞基因组测序信息进行肿瘤无创诊断时代的到来。

生物动态光学成像中心(以下简称“中心”)的成立过程也是谢晓亮教授回国“创业”的过程。百年北大,学术为先,而生物学的重大突破往往由先进技术的发展所推动,中心的筹建得到学校的极大支持。作为学术科研的前沿阵地,中心从成立之初就是瞄准世界一流的。

郝平讲话

人类早期胚胎中的细胞数目非常少而且很难获得,所以单细胞测序技术无疑对早期胚胎发育研究也至关重要。2013年12月,北京大学BIOPIC谢晓亮教授小组和汤富酬研究员小组以及北医三院的乔杰教授小组共同在《细胞》(Cell)上发表文章,对人类单个卵细胞进行了高精度全基因组测序研究。该研究首次详细描绘了人类单个卵子的基因组,建立了人类女性的个人遗传图谱。这一工作可以有效地帮助接受辅助生殖的女性同时检测并排除染色体数目异常的胚胎以及携带单基因突变的胚胎,从而在大幅度提高辅助生殖成功率的同时、降低严重先天性遗传缺陷婴儿的出生率。目前,该研究团队正在尝试将这项技术应用于胚胎植入前遗传学诊断的临床试验中,获益于这一技术的第一个婴儿将在2014年出生,为这一技术途径的广泛应用带来了希望。

就像一粒吸足了水分的种子,中心的成长速度堪称“奇迹”。2009年底,谢晓亮等开始酝酿重新筹建事宜。彼时的谢晓亮已经是哈佛大学的终身教授,国际著名的生物物理学家、化学家,他是单分子生物物理化学和相干拉曼散射显微成像的开拓者之一,在这些新兴交叉学科和领域作出了创造性贡献,在专业领域享有盛誉;由于父母都是北大的教授,谢晓亮自小在燕园长大,对北大满怀深情,他1984年从北大化学系毕业后,赴美留学、工作20多年,却一直心系祖国,积极推进北京大学与国际科研机构在生命科学与化学等相关领域的合作交流,帮助培养年轻人才。2009年,谢晓亮被聘为北京大学长江特聘讲座教授,继而向母校提出建设一个现代化光学成像中心的提案。这个提案得到了时任常务副校长林建华、生命科学院院长饶毅以及其他学校和院系领导的高度重视和大力支持,学校组织召开了专家论证会和协调会,并于2010年2月正式下发了红头文件为中心命名,任命谢晓亮为中心主任,中心整体建设工作全面启动。

曹雪涛回顾了南开大学与北京大学的历史渊源,充分肯定了北大敢为人先的精神以及近年来在内涵式发展中取得的突出成绩。他认为,BIOPIC具有领军科学家和科学家团队、引领性的研究方向和研究体系、良好的装备和运行顺畅的一流平台、支撑性的体制和文化等重要条件。曹雪涛希望进一步加强北大与南开的关系,全方位开展合作,共同为高校事业、科学研究、人才培养作出应有的贡献。

2013年,北京大学BIOPIC汤富酬研究员、李瑞强研究员与北医三院乔杰教授合作,利用单细胞转录组测序技术,分析了不同时期的人类早期胚胎细胞的基因表达情况,这一研究发现了两千多个全新的可能参与早期胚胎基因表达调控的长非编码RNA。该项工作发表在《自然结构与分子生物学》杂志上。基因的表达模式与DNA的表观修饰有着密切的关系,因此,单细胞的DNA甲基化组分析可以用于研究癌症细胞的特异性机理,但是此前的标准方法只能做到同时分析50-100个细胞。而同样也在2013年,汤富酬课题组首次成功实现了单个细胞DNA甲基化组的测序分析。

良好的基础设施是实现科研任务的前提保证和坚强后盾。中心实验楼最初位于燕园原校医院内,按照国际同类实验楼高标准设计和建造,整体建筑面积约1000平方米,这座实验楼的建设得到了学校的鼎力支持,2010年暑假启动建设,年底即顺利完工,被中心师生亲切地称呼为“小白楼”,据中心博士生侯宇回忆,这座小白楼的设施十分完备且舒适,实验条件也是“特别特别好”。中心购进了国际上最先进的仪器设备,包括测序仪、光学显微系统以及激光设备等。

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表观遗传学专家Wolf Reik对单细胞测序分析的意义做出了充分肯定,他在2013年单细胞大会上说:“我之前还不是单细胞团队中的一员,但是我很高兴看到各个领域被单细胞技术推动的如此之快,有了新的技术,我们将会解决更加激动人心的生物学问题”。

“在学校的大力支持下,BIOPIC在如此短的时间内,完成人员招聘、仪器设备购建及全新高标准实验楼建设,并于年底正式挂牌成立,这在北京大学可以说是创造了一个‘奇迹’。”谢晓亮如是说。

曹雪涛讲话

基于一批优秀学者的共同努力,北京大学已经走在了单细胞高通量测序领域的前沿,为生殖、癌症、医疗检测研发等诸多领域的研究做出了突出贡献,也受到了国内外高水平科研期刊的赞誉。目前,北大团队仍然在这一领域继续进行深入的探索。

在2010年12月21日的成立仪式上,时任北京大学校长周其凤说,该中心的成立“非常非常非常重要”“对北京大学生命科学学科的建设,对中国乃至国际生命科学的发展具有重大意义”,周其凤承诺,学校全力支持中心的发展。

谢晓亮感谢学校多年来对BIOPIC的支持与帮助,他介绍了2018年度BIOPIC在学术出版、成果转化、人才培养、基础建设和人才引进等各方面的进展。谢晓亮表示,BIOPIC全体人员将一如既往地专注科研事业,为北大学科发展贡献力量。

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