專(zhuān)家簡(jiǎn)介:
江賜忠,美國(guó)衣阿華州立大學(xué)遺傳學(xué)博士,同濟(jì)大學(xué)特聘教授、博士生導(dǎo)師。先后獲得教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才”、上海市科委“浦江計(jì)劃人才”、上海市教育發(fā)展基金會(huì)“曙光計(jì)劃人才”、上海市教委“東方學(xué)者”榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)與資助。在Nature、Genome Research、Nucleic Acids Research等著名國(guó)際學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表SCI收錄論文37篇,單篇論文已被引用超過(guò)400次。出版國(guó)際英文專(zhuān)著的一個(gè)章節(jié)。
十月,Science以“生物信息學(xué),神秘的新職業(yè)”為題發(fā)文,“在大數(shù)據(jù)時(shí)代,這是個(gè)有趣的地方,也是令人激動(dòng)的時(shí)刻。”一位教授這樣評(píng)價(jià)道。
我們處在一個(gè)大數(shù)據(jù)的時(shí)代,由于高通量測(cè)序技術(shù)飛速發(fā)展,在生物醫(yī)學(xué)研究中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,每天都會(huì)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)量如此之大,部分是由于思維方式已經(jīng)從數(shù)據(jù)的生成轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)的分析,因此就更需要有專(zhuān)家能夠用高效的方式去分析挖掘,讓其對(duì)科學(xué)家和臨床醫(yī)生具有意義,并最終惠及客戶(hù)和患者。
這些海量數(shù)據(jù)就象一堆沙子,生物信息學(xué)專(zhuān)家就好比淘金人,要從沙子中淘出金子來(lái)。美國(guó)衣阿華州立大學(xué)遺傳學(xué)博士,同濟(jì)大學(xué)特聘教授、博士生導(dǎo)師江賜忠就是一位致力于我國(guó)生物信息學(xué)發(fā)展的“淘金者”。
興趣成就夢(mèng)想
人們常說(shuō),興趣是最好的老師,江賜忠正是在興趣的牽引下進(jìn)入生物信息學(xué)領(lǐng)域的研究。
江賜忠說(shuō)他每當(dāng)念及童年時(shí)光,對(duì)大自然里的各種小動(dòng)物都記憶猶新。夏天把抓來(lái)的螢火蟲(chóng)放在紙疊的燈籠里,看它們一閃一閃地發(fā)光;觀注成群結(jié)隊(duì)的螞蟻有序地把蒼蠅一只一只地往洞里搬,從小就愛(ài)上這絢麗多彩大自然里各種可愛(ài)的小精靈。因此小學(xué)的自然課、中學(xué)的植物學(xué)與動(dòng)物學(xué)都是他最喜歡的課,他從洋蔥表皮細(xì)胞顯微鏡觀察認(rèn)識(shí)了生命微觀結(jié)構(gòu),由光合作用實(shí)驗(yàn)開(kāi)始了解生命奧秘。帶著對(duì)生物的喜愛(ài)與生命奧秘的好奇,江賜忠考大學(xué)時(shí)第一志愿選擇了生命科學(xué)。
后來(lái)在美國(guó)讀博士學(xué)位期間,對(duì)人類(lèi)健康、中醫(yī)藥、當(dāng)代科學(xué)研究方法、甚至是商業(yè)等都有很深影響的國(guó)際合作項(xiàng)目“人類(lèi)基因組計(jì)劃”正在如火如荼地進(jìn)行,也帶動(dòng)對(duì)酵母、秀麗線蟲(chóng)、果蠅等其它模式生物基因組測(cè)序,產(chǎn)生大量基因組測(cè)序數(shù)據(jù)。加上計(jì)算機(jī)軟硬件的迅速發(fā)展,逐漸產(chǎn)生了一門(mén)新興的交叉學(xué)科——生物信息學(xué)。這門(mén)學(xué)科主要是結(jié)合計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)等方法,從海量數(shù)據(jù)中挖掘出規(guī)律與有用的信息,用于解釋生物現(xiàn)象、闡述其機(jī)制、解決相關(guān)生物醫(yī)學(xué)問(wèn)題。如鑒定出某種疾病發(fā)生發(fā)展中起重要作用的基因、潛在的藥物靶點(diǎn)等。
江賜忠所在的衣阿華州立大學(xué)在這期間成立了生物信息學(xué)專(zhuān)業(yè),“我有幸加入這個(gè)專(zhuān)業(yè),接受系統(tǒng)的生物信息學(xué)學(xué)習(xí)與技能訓(xùn)練。其實(shí)我一直也很喜歡計(jì)算機(jī)。通過(guò)加入生物信息學(xué)專(zhuān)業(yè),正好圓了我學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的夢(mèng)。碰巧我的博士學(xué)位論文前半部分是做實(shí)驗(yàn)獲得數(shù)據(jù),后半部分主要就用計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析所得的數(shù)據(jù)?!彼嬖V記者。
興趣和堅(jiān)持,是通向科研成功的兩顆啟明星。因此,有興趣為始,還要以毅力相伴。博士畢業(yè)后,江賜忠就開(kāi)始完全轉(zhuǎn)入專(zhuān)業(yè)的生物信息學(xué)分析。這樣,他無(wú)縫過(guò)渡到生物信息學(xué)與基因組學(xué)這個(gè)領(lǐng)域。2007年高通量測(cè)序技術(shù)開(kāi)始興起,他參與到核小體、組蛋白等表觀遺傳高通量數(shù)據(jù)分析的項(xiàng)目中,掌握了高通量數(shù)據(jù)分析的最新技術(shù)。也正是高通量測(cè)序與染色質(zhì)免疫沉淀技術(shù)的興起,表觀遺傳組學(xué)研究取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展,成為當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)研究熱點(diǎn),江賜忠也成為這個(gè)領(lǐng)域眾多研究者的一員。
科學(xué)無(wú)國(guó)界,科學(xué)家有自己的祖國(guó)
一個(gè)國(guó)家的科研水平與實(shí)力和國(guó)家的強(qiáng)大息息相關(guān)。在上世紀(jì)90年代早期及之前,中國(guó)國(guó)內(nèi)的工作想在《科學(xué)》、《自然》等國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表基本上是個(gè)可望不可及的追求。但是,最近十幾年,國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室的工作每年都有多篇在《科學(xué)》、《自然》、《細(xì)胞》等國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表。中國(guó)正在走向世界,他最希望的是中國(guó)的生物信息科學(xué)也能夠走在世界的最前列。
回國(guó)工作后,江賜忠主持參與了國(guó)家“973”重大科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然基金委重大研究計(jì)劃與面上項(xiàng)目。根據(jù)中國(guó)出生缺陷防治報(bào)告,我國(guó)出生缺陷占新生兒的約5%,每年約有100萬(wàn)缺陷兒出生,給家庭和社會(huì)造成極大負(fù)擔(dān)。導(dǎo)致缺陷兒的原因很大一部分與表觀遺傳紊亂有關(guān)。而核小體作為染色體的基本結(jié)構(gòu)單元,通過(guò)開(kāi)放或屏蔽DNA序列來(lái)控制轉(zhuǎn)錄因子與DNA結(jié)合,從而調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)。核小體在基因組中定位的變化與染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化是重要的表觀遺傳基因調(diào)控機(jī)制。核小體的正確定位與染色質(zhì)的正確結(jié)構(gòu)在胚胎發(fā)育中起著重要作用,但分子機(jī)制并不清楚。
鑒于此,江賜忠團(tuán)隊(duì)聯(lián)合了國(guó)內(nèi)四家高校研究所,在生殖發(fā)育、表觀遺傳、與生物信息方面的杰出研究團(tuán)隊(duì),一起申請(qǐng)到“973”重大科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目“胚胎發(fā)育中的核小體重排與染色質(zhì)重塑”。該項(xiàng)目結(jié)合生物信息學(xué)手段,主要從胚胎與干細(xì)胞兩個(gè)層次來(lái)研究核小體定位與染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變化在胚胎發(fā)育中的作用機(jī)制,以期能夠獲得早期胚胎發(fā)育母源驅(qū)動(dòng)向合子啟動(dòng)轉(zhuǎn)化(MZT)這一重要過(guò)程、以及干細(xì)胞全能性維持與分化中核小體定位與染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變化模式及表觀遺傳基因調(diào)控機(jī)制,為降低出生缺陷率、提高我國(guó)人口健康水平奠定基礎(chǔ)。
目前,項(xiàng)目研究已經(jīng)取得一批成果。如染色質(zhì)重塑酶是影響核小體定位的重要因素之一。染色質(zhì)重塑酶缺失會(huì)導(dǎo)致果蠅胚胎發(fā)育停滯,但其分子機(jī)制并不清楚。在果蠅中Brahma由Brm基因編碼。為此,他們?cè)诠壢g幼蟲(chóng)中敲降Brm基因,以此研究核小體定位變化與全局基因表達(dá)譜變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn),Brm敲降導(dǎo)致整個(gè)基因組核小體占有(occupancy)變化,全局基因組上核小體密度變低。相對(duì)照,Brm敲降對(duì)核小體的位置偏移影響較小,約75%的核小體偏移少于10bp。Brm敲降對(duì)核小體定位的固定性(即相位)也有影響。核小體定位偏移、丟失與獲得、相位變化都富集在基因啟動(dòng)子區(qū)。Brm敲降還導(dǎo)致了基因5’端大量區(qū)域核小體串(即3個(gè)及以上連續(xù)核小體)發(fā)生變化。
有意思的是,這些區(qū)域上的基因在發(fā)育與形態(tài)發(fā)生上有重要功能。這一定程度上解釋了Brm敲降導(dǎo)致果蠅胚胎發(fā)育停滯的原因。這些區(qū)域上富含AT富有的轉(zhuǎn)錄因子的模體(motif),因此Brm敲降可能通過(guò)影響這些轉(zhuǎn)錄因子對(duì)DNA的結(jié)合,從而調(diào)控其靶基因活性,影響胚胎正常發(fā)育。該結(jié)果已發(fā)表在Nucleic Acids Research (2014)。
讓世界關(guān)注中國(guó)
江賜忠始終認(rèn)為,一個(gè)人的力量不足為奇,只有集眾之力才能形成一股巨大的推動(dòng)力量。他先后參加了2009年的The 16th Conversation for Journal of Biomolecular Structure and Dynamics,2010年的The 8th International Bioinformatics Workshop,2010年與2012年冷泉港亞洲會(huì)議Epigenetics, Chromatin amp; Transcription,2012年的International Workshop and Summer School on Crops等國(guó)際會(huì)議,同時(shí)他們也邀請(qǐng)了時(shí)為北卡羅來(lái)納州大學(xué)教堂山分校(University of North Carolina at Chapel Hill)的Jason Lieb教授等國(guó)內(nèi)外知名學(xué)者來(lái)校訪問(wèn)交流。通過(guò)這些學(xué)術(shù)交流,他們充分了解相關(guān)領(lǐng)域國(guó)際上的最新研究動(dòng)態(tài)與現(xiàn)狀,與國(guó)際接軌。
“生物信息學(xué)是門(mén)交叉學(xué)科,既要有牢固的生物學(xué)知識(shí),又要有很強(qiáng)的數(shù)理知識(shí)與編程能力。要同時(shí)掌握這些跨學(xué)科知識(shí)與技能不是件容易的事情,這就造成這方面人才的匱乏。據(jù)我所知,我國(guó)目前設(shè)有本科生物信息學(xué)專(zhuān)業(yè)的高校并不多。幸運(yùn)的是,我在的同濟(jì)大學(xué)生命學(xué)院有開(kāi)設(shè)生物信息學(xué)本科專(zhuān)業(yè)。因此,我國(guó)很必要加強(qiáng)生物信息學(xué)專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)與儲(chǔ)備。”江賜忠對(duì)于人才的重視和渴望溢于言表。
目前,江賜忠建立的實(shí)驗(yàn)室的科研項(xiàng)目都在順利實(shí)施中,獲得了相應(yīng)階段性成果?!跋乱徊綄⒗^續(xù)深入研究在器官與胚胎發(fā)育、癌癥發(fā)生發(fā)展中核小體與組蛋白修飾為主的表觀遺傳基因調(diào)控機(jī)制。為生物醫(yī)學(xué)研究發(fā)展與人類(lèi)健康做出貢獻(xiàn)?!?/p>
對(duì)科研的熱忱是江賜忠不斷奮勇向前的源源動(dòng)力,對(duì)信念的堅(jiān)持是江賜忠堅(jiān)守科研陣地的精神支柱。帶著這份激情與執(zhí)著,他會(huì)在科研的路上走得更好更遠(yuǎn)……