矢志创新攻坚 建设科技强国

 

图①：乔杰（左）与团队成员交流课题进展。
北京大学第三医院供图
图②：鞠杨（左）在井下现场与技术人员研讨。
中国矿业大学（北京）供图
图③：刘庆峰在讯飞星火大模型产品发布会上演示新产品。
科大讯飞有限公司供图
图④：陈绍江（左）在田间讲授单倍体育种技术。
中国农业大学供图

 

国家自然科学奖二等奖“人类生殖发育表观遗传调控机制及代际传递规律研究”

“帮助育龄夫妇生育健康的宝宝”

本报记者  刘诗瑶

“生养健康的孩子，是许多家庭最朴素的心愿。但生育障碍、出生缺陷等问题，仍困扰着不少育龄夫妇。”中国工程院院士、北京大学常务副校长兼医学部主任乔杰说，“我们的使命，是用更精准、更安全的办法，帮助育龄夫妇生育健康的宝宝。”

为了让育龄妇女实现健康生育愿望，乔杰带领团队历经10余年攻关，围绕人类生殖细胞发育调控这一基础研究难题，揭示了表观重编程调节父母源基因组信息变化以驱动生殖细胞命运转变的分子机制，为精准防治生育障碍与发育源性疾病打下坚实基础。

在以往临床实践中，乔杰发现一些疑难病例患者反复出现取卵失败、胚胎发育异常，甚至一些患者经过长年治疗，仍未获得成功妊娠，原因却难以解释。“人类对自身生殖细胞及胚胎发育的分子机制认识有限。特别是表观遗传修饰调控方式多样，物种间差异大，加之人类生殖细胞数量稀少、样本珍贵，缺乏有效的技术手段。”乔杰说。

2013年，单细胞测序技术为生物发育等研究提供了新途径。该技术可以在仅有一个细胞的情况下，解析全基因组的转录及表观特征。这为多角度深入研究发育机制提供了新的切入点，也推动了乔杰和北京大学教授汤富酬开展长期联合攻关。最终，团队在自主开发的单细胞表观多组学测序技术的基础上，突破单细胞水平多维表观遗传信息解析的技术壁垒，阐明表观遗传机制如何调节人类生殖细胞命运转变，明确了临床上胚胎无创诊断中游离DNA的来源，由此解决了长期困扰临床的重要问题，并开发出优质胚胎筛选技术，助力提高临床胚胎着床率。

合作过程中，实验室显微镜一度出现故障，按常规方法，后续实验无法正常开展。但大家灵机一动，想到是否可以创新手段而达到实验目的呢？团队精心思考、改进实验方法，运用分辨率更低的显微镜，调整显微操作技巧，反而让实验效率大大提升，结果可重复性更加稳定。

临床中，曾有一位患者连续经历6次不良孕史，包括胚胎停育2次，胎儿畸形4次。她专程找到乔杰寻求治疗。团队通过家系遗传检测和表观异常分析，发现该患者受表观调控的一个基因具有一个父源位点的突变。在鉴定出表观异常基因后，团队进一步使用胚胎诊断技术，帮助患者挑选了一个不携带父源突变的胚胎进行移植，最后成功生下一个健康宝宝。

针对不同类型的临床疑难疾病，团队又陆续建立了多个胚胎诊断新技术，进一步扩大了遗传病诊断范围，拥有完全自主知识产权并已成功应用于临床。截至目前，团队已完成600余种疾病的胚胎诊断，帮助上千家庭实现健康生育的愿望。

当前，我国辅助生殖医学每年贡献新生人口的3%左右。“我们希望通过不懈努力和持续创新，取得更多原创性科研成果，为我国生育问题提供科学依据，为我国人口安全和经济社会的可持续发展提供强有力的科技支撑。”乔杰说。

国家技术发明奖一等奖“深部能源开发岩体应力场透明解析技术及应用”

“看”清岩体应力场演化

本报记者  喻思南