吳家睿是個(gè)閑不下來(lái)的人。在他百忙中來(lái)北京參加中國(guó)科學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱中科院)計(jì)算技術(shù)研究所一個(gè)沙龍的間隙,記者好不容易約到一個(gè)簡(jiǎn)短的采訪。
“您怎么會(huì)來(lái)參加計(jì)算技術(shù)研究所的沙龍呢?”記者不禁發(fā)問(wèn)。
作為中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱中科院大學(xué))杭州高等研究院生命與健康科學(xué)學(xué)院執(zhí)行院長(zhǎng)、中科院系統(tǒng)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任,吳家睿更為人們所熟知的身份是生物學(xué)科學(xué)家。
“跟不同領(lǐng)域的學(xué)者交流合作,碰撞出火花,就是我工作的重要內(nèi)容啊。”吳家睿笑稱,“看來(lái)你采訪前的功課做得還不夠。”
通過(guò)深入交談和了解,記者才認(rèn)識(shí)到眼前這位和藹可親的科學(xué)家為我國(guó)化學(xué)生物學(xué)和系統(tǒng)生物學(xué)的快速發(fā)展作出了突出貢獻(xiàn)。
同時(shí),基于多年對(duì)學(xué)科交叉融合發(fā)展的思考和實(shí)踐,近年來(lái),他在糖尿病和癌癥等復(fù)雜性疾病研究領(lǐng)域取得諸多成果。他也是近年來(lái)國(guó)家大力發(fā)展交叉學(xué)科的倡導(dǎo)者之一。
系統(tǒng)生物學(xué)和化學(xué)生物學(xué)的主要推動(dòng)者
正如吳家睿的自我評(píng)價(jià),他是個(gè)“非典型”生物學(xué)家。
早在學(xué)生時(shí)代,在科學(xué)之外,吳家睿就對(duì)社會(huì)學(xué)、哲學(xué)等領(lǐng)域非常感興趣。因此,上世紀(jì)80年代,在中山大學(xué)讀完植物遺傳學(xué)的本科并在中科院遺傳所碩士研究生畢業(yè)后,吳家睿來(lái)到當(dāng)時(shí)的中科院科技政策研究所工作,從事科學(xué)史研究。“我開(kāi)玩笑說(shuō)這是中科院唯一不需要做實(shí)驗(yàn)的研究所。”吳家;貞,彼時(shí),他的主要研究對(duì)象是民國(guó)時(shí)期的靜生生物調(diào)查所。
兜兜轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),之后在瑞士和美國(guó),吳家睿又回到生物學(xué)老本行,并于1997年回國(guó),成為中科院上海生物化學(xué)研究所研究員。
在做了幾年經(jīng)典細(xì)胞生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)后,吳家睿的目光瞄準(zhǔn)了21世紀(jì)初興起的系統(tǒng)生物學(xué)。
“隨著人類基因組計(jì)劃的提出,一門新興的交叉學(xué)科,即系統(tǒng)生物學(xué)開(kāi)始發(fā)展并備受關(guān)注。”吳家睿說(shuō),此前的科研主要由科學(xué)問(wèn)題驅(qū)動(dòng),即首先要有個(gè)科學(xué)假設(shè),然后圍繞這個(gè)假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案等,“而人類基因組研究是個(gè)工程問(wèn)題,涉及海量數(shù)據(jù)的處理。所以系統(tǒng)生物學(xué)是建立在大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的,我們可以看到,在人類基因組之后興起了各種各樣的組學(xué),如蛋白質(zhì)組學(xué)等。”
吳家睿敏銳意識(shí)到中國(guó)必須在這方面加強(qiáng)部署。
早在2005年,吳家睿就在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)組建了系統(tǒng)生物學(xué)系,并擔(dān)任首位系主任。他還組建了國(guó)內(nèi)首個(gè)系統(tǒng)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室“中國(guó)科學(xué)院系統(tǒng)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”并擔(dān)任實(shí)驗(yàn)室主任;籌備和組建了中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)會(huì)分子系統(tǒng)生物學(xué)專業(yè)委員會(huì),并擔(dān)任主任委員。
“系統(tǒng)生物學(xué)是大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的科學(xué),發(fā)展高性能計(jì)算是一個(gè)主要的技術(shù)。”吳家睿說(shuō),因此,他擔(dān)任了中科院知識(shí)創(chuàng)新工程重大項(xiàng)目“面向蛋白質(zhì)科學(xué)的高性能計(jì)算研究”的首席科學(xué)家,推動(dòng)了針對(duì)蛋白質(zhì)研究的高性能計(jì)算機(jī)和相關(guān)軟件的開(kāi)發(fā)。
吳家睿也是我國(guó)化學(xué)生物學(xué)的重要推動(dòng)者。他在2007年就擔(dān)任了國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)(以下簡(jiǎn)稱自然科學(xué)基金委)化學(xué)科學(xué)部第一個(gè)化學(xué)生物學(xué)的重大研究計(jì)劃“基于化學(xué)小分子探針的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程研究”的專家組成員。該重大研究計(jì)劃推動(dòng)了化學(xué)生物學(xué)在國(guó)內(nèi)的迅速發(fā)展,其成功實(shí)施進(jìn)一步衍生出第二個(gè)化學(xué)生物學(xué)的重大研究計(jì)劃“生物大分子動(dòng)態(tài)修飾與化學(xué)干預(yù)”。
由于在第一個(gè)重大研究計(jì)劃中的突出貢獻(xiàn)和重要作用,吳家睿被自然科學(xué)基金委任命為第二個(gè)重大研究計(jì)劃專家組副組長(zhǎng)。此外,他被選為化學(xué)科學(xué)部另一個(gè)與化學(xué)生物學(xué)相關(guān)的重大研究計(jì)劃“可控自組裝體系及其功能化”的專家組成員。
用新思路求解人類健康大命題
多年來(lái),吳家睿在推動(dòng)中國(guó)系統(tǒng)生物學(xué)學(xué)科發(fā)展的同時(shí),創(chuàng)造性地用系統(tǒng)生物學(xué)技術(shù)和方法開(kāi)展糖尿病和癌癥等復(fù)雜性疾病的研究工作。
吳家睿分析,在診斷疾病方面,傳統(tǒng)醫(yī)療是等生病了再去醫(yī)院看病,而大健康理念的核心則是把抗擊疾病的關(guān)口前移,早期監(jiān)測(cè)、早期干預(yù)。在治療疾病方面,目前醫(yī)生是根據(jù)臨床指南來(lái)給病人開(kāi)藥的,而臨床指南建立在隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)等各種臨床研究獲得的證據(jù)之上,是循證醫(yī)學(xué)進(jìn)行規(guī)范化疾病診治的主要依據(jù),也是規(guī)范化管控臨床風(fēng)險(xiǎn)的基本策略。但是,對(duì)于要滿足個(gè)體多樣化健康需求的精確醫(yī)學(xué)而言,臨床指南面臨巨大的挑戰(zhàn)。“因?yàn)榫_醫(yī)學(xué)開(kāi)展的臨床研究更關(guān)注個(gè)體化的臨床證據(jù),而不是統(tǒng)計(jì)顯著性結(jié)論。面對(duì)個(gè)體的多樣化健康需求,精確醫(yī)學(xué)常常要處理超適應(yīng)癥或超處方用藥問(wèn)題。”他說(shuō)。
面對(duì)個(gè)體特殊情況,單純按照臨床指南很難應(yīng)付,“我們根據(jù)大數(shù)據(jù)研究可以比較迅速地為個(gè)體找到合適的治療方法。”吳家睿說(shuō)。
吳家睿帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出中科院大學(xué)杭州高等研究院首個(gè)科研大數(shù)據(jù)庫(kù)——TreeQNet。該院的科創(chuàng)大腦平臺(tái)接入了這一數(shù)據(jù)庫(kù),構(gòu)建了基于組學(xué)大數(shù)據(jù)的腫瘤治療數(shù)據(jù)庫(kù)與判別模型,計(jì)劃用3年左右的時(shí)間完成包含20種以上的中國(guó)人常見(jiàn)惡性腫瘤數(shù)據(jù)和治療判別功能,目前其已完成首個(gè)中國(guó)人結(jié)腸癌轉(zhuǎn)移相關(guān)的多組學(xué)整合圖譜,為癌癥個(gè)性化用藥提出了超越基因組分析的新方向。
同時(shí),吳家睿也與國(guó)內(nèi)的醫(yī)生和研究人員開(kāi)展諸多合作,充分利用系統(tǒng)生物學(xué)的研究策略。2020年,他的實(shí)驗(yàn)室與海軍軍醫(yī)大學(xué)長(zhǎng)海醫(yī)院的醫(yī)生聯(lián)合發(fā)表了一項(xiàng)研究成果,構(gòu)建了基于多組學(xué)圖譜,提出轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌分子分型與個(gè)性化治療新策略。
最近,吳家睿又承擔(dān)了中科院先導(dǎo)專項(xiàng)“多維大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的中國(guó)人群精準(zhǔn)健康研究”。“我們和北京、重慶、合肥、寧波等地的醫(yī)院合作,希望能收集100萬(wàn)中國(guó)人的樣本和大數(shù)據(jù),根據(jù)這些數(shù)據(jù)去開(kāi)發(fā)算法,從而進(jìn)行健康促進(jìn)和維護(hù)研究。”吳家睿說(shuō)。
培養(yǎng)具有優(yōu)良特質(zhì)的學(xué)生
多年推動(dòng)化學(xué)生物學(xué)和系統(tǒng)生物學(xué)發(fā)展的經(jīng)歷,讓吳家睿對(duì)生物學(xué)、人類健康、交叉學(xué)科發(fā)展這些宏大命題有了更深刻和全面的認(rèn)識(shí),他也從不吝于表達(dá)和分享他的觀點(diǎn)。
他開(kāi)設(shè)了自己的公眾號(hào)“吾家睿見(jiàn)”,且在最近出版了一本《生物學(xué)是什么》的專著。
不同于普通的生物學(xué)教科書或者科普讀物,這本書是吳家睿對(duì)近十幾年在生物學(xué)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)和研究過(guò)程中領(lǐng)悟到的生命觀的總結(jié),體現(xiàn)了他對(duì)科學(xué)與哲學(xué)交叉問(wèn)題的深刻思考,極具啟發(fā)性。
“這首先是一本寫給我自己的書。”吳家睿直言,無(wú)論是學(xué)生還是同行,懂與不懂,打開(kāi)就會(huì)有收獲。
這學(xué)期,吳家睿在中科院大學(xué)杭州高等研究院生命與健康科學(xué)學(xué)院開(kāi)設(shè)了相關(guān)課程,他以這本書為教材,給學(xué)生們打開(kāi)生物學(xué)的大門。
不管是20年前在中科院上海生命科學(xué)研究院開(kāi)設(shè)《分子生物學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)》課程,還是如今以自己的書為教材開(kāi)設(shè)課程,吳家睿的目標(biāo)都是培養(yǎng)出能站在科學(xué)前沿、具有廣闊視野、具備廣泛的知識(shí)基礎(chǔ)、不那么功利的學(xué)生。這些特質(zhì),在他看來(lái),正是進(jìn)行學(xué)科交叉融合研究的基礎(chǔ)。
“學(xué)生們的知識(shí)面要盡量廣一點(diǎn)。”吳家睿說(shuō),不能要求科研人員都是全才,但起碼要有交流的基礎(chǔ),別人說(shuō)什么要能聽(tīng)得懂。
“學(xué)科交叉不是知識(shí)的簡(jiǎn)單拼湊,它要求科研人員對(duì)科學(xué)發(fā)展要有一定的感悟和理解,同時(shí)要有一定的交流能力。”吳家睿說(shuō)。
“最重要的是科研人員要有正確的價(jià)值觀,要有超越功利的意愿,要意識(shí)到學(xué)科交叉的重要性。”他最后強(qiáng)調(diào)。
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