探索人类基因“编程”奥秘

　　走进中科院北京基因组所研究员刘江的办公室，墙壁上悬挂的一张显示受精过程的橘红色图片十分显眼，这是2013年《细胞》杂志的封面。

　　当期杂志以封面文章的形式报道了刘江和研究团队在表观遗传信息遗传规律研究方面取得的重大突破，这也是《细胞》第一篇所有通讯作者和第一作者都为中国研究机构科技人员的封面文章。

　　今年3月，刘江团队再次发表论文，在国际上首次研究了人类胚胎基因组的激活机制，打开了认识人类胚胎发育基因表达调控的大门。

　　选了一个“没人做”的方向

　　受精卵如何发育成个体，是生命科学中的基本科学问题。在这个过程中，表观信息的调控起着非常重要的作用，但是人类对表观遗传信息如何跨代遗传、如何与基因组共进化以及如何影响物种进化了解十分有限。

　　2009年建立实验室后，刘江开始研究表观遗传学课题。课题组发现斑马鱼子代胚胎完全继承父代精子的DNA甲基化图谱，这是世界上首次通过实验证明了表观遗传图谱也可以被完整地遗传。这改变了传统上认为受精后胚胎发育的信息主要是由卵子提供，而精子只携带一套DNA序列的观念。

　　“在整个生物学界，在我之前很少有人研究这个方向，相关经验很缺乏，当时质疑声、反对声很多。”他告诉《中国科学报》记者。顶着重重压力，刘江选择了坚持课题方向。

　　由于生物样本资源缺乏，实验所需的斑马鱼不少都是课题组成员从花鸟市场买来的鱼苗，经过养殖后再用于科研当中。

　　他说：“我们在北京基因组所的老楼里做实验，当学生看到实验结果时还有些意外，因为它与之前想象的不太一样。后来我们又从不同的角度重新验证，事实证明这确实是一个新的发现。”

　　这项成果被媒体誉为“开创教科书式的重大发现”，这篇文章也是刘江回国后发表的第一篇论文。这意味着在将近4年的时间里，刘江没有发表任何文章。

　　“没有科研论文的这四年里我也焦虑过，但我不是一个犹豫的人，碰到难题就去专心思考，在各种挫折和困难面前，韧性很重要。”刘江说。

　　凭着这股韧性，刘江在探索人类遗传奥秘的这条道路上不断前行。2014年，团队发现哺乳动物DNA甲基化在早期胚胎发育过程中的重编程规律和遗传规律，改写了长期以来关于哺乳动物早期胚胎发育过程中DNA甲基化重编程的传统认识；2017年，他们发现染色体3D结构在胚胎早期发育中从消失到逐渐重建的动态变化；2018年，团队揭示了人类胚胎发育和进化机制。

　　回国是一件“顺其自然”的事

　　2009年，刘江作了一个似乎看起来“不可思议”的决定——他自愿放弃国外一流大学的优厚条件和外国居留权，携全家回国定居，把“科技报国”的信念融入到科研工作中。

　　他说：“回国是一件顺其自然的事，国内的科研条件不比国外差，回来后感觉自己在外漂泊的心一下子就定了。”

　　在团队成立之初，刘江就树立了“面向世界科学前沿”的科研目标。由于科研工作需要，团队成员学术背景广泛，有人是计算机专业出身，有人做生物信息分析，甚至还有医学院的毕业生。

　　“建立初期，大家相互不了解、不熟悉，如何将他们聚合起来形成合力，是团队建设面临的重要考验。”刘江表示。

　　自1997年3月加入中国共产党以来，无论在国外还是国内，刘江始终秉承着一名党员的责任和担当。在磨合过程中，他通过日常观察、谈心，深入了解每个人的特点，合理分工指导，及时查漏补缺，充分发挥每个人的专业优势，团结协作，展开日常研究工作。

　　在北京基因组所举行的“信念引领科研，党建促进创新”主题党日活动中，作为所里的科研骨干之一，刘江成为“身边的榜样”党员代表。

　　今年年初，他当选为北京基因组所党委委员，主要负责科研骨干的思想工作。面对挫折和失败，刘江经常鼓励每个人不抛弃、不放弃，勇于探索、迎难而上，从失败中吸取经验教训，一心专注学术问题。在他和其他党员的共同努力下，不仅课题组进入了良性循环，整个研究所也形成了人人努力奋进、相互协作配合的良好氛围。

　　最重要的是启发学生的能动性

　　“作为导师，我是指导者而不是管理者，我更在意他们思维上的训练、培养学生解决问题的能力。我尽量在因材施教，最重要的是启发学生的能动性。”刘江说。

　　在学生眼中，刘江不仅是一名科学家，还是关心学生成长的“大家长”。他十分重视人才培养和建设，通过以老带新、互相传帮带等形式，在实践中锻炼队伍。团队成员获得了“中科院卓越青年科学家奖”“卢嘉锡青年人才奖”“中科院优秀博士学位论文奖”“中科院院长特别奖”等多个奖项。

　　“我毕业的第一个学生已经评上了‘青年千人’，要回到所里开展科研工作了。”刘江告诉记者。

　　虽然作出了突出的科研成果，但刘江并不喜欢用“学霸”这样的词语形容自己。“我不是传统意义上的‘好学生’，科研的真正魅力在于不知道会做出什么，它对我而言是一种好奇心和一种兴趣。”

　　刘江告诉记者，在之前科研成果的基础上，团队将继续进行胚胎发育调控机制的工作，“不断探索人类基因编程的奥秘”。