批量编辑基因 他们正走在前沿

来源:大洋网—广州日报| 2018-08-23 07:59:32| 作者:杨博

  文/广州日报全媒体记者杨博

  图/广州日报全媒体记者何波

  身为华南理工大学“师兄妹”的张旭、盖作启和王宏没有想到,在分赴德、日、美留学之后,他们原本天各一方的命运因为批量化的基因编辑技术而被紧紧联系在了一起。这一革命性技术将有可能把治愈癌症等“个性化药物”和改造优良的植物、动物,从科学幻想的世界带入到现实中来。这三位海归博士放弃了基础科学研究的人生轨道,转而来到佛山三水乐平,开启了一条充满挑战的创业之路。

  跨洋的创业之约

  2009年8月,华南理工大学轻工与食品学院的研一新生张旭,初次邂逅正在为去日本北海道大学深造做最后准备的“师兄”盖作启。然而,年长两岁的盖作启对清秀内敛的师弟张旭并没留下多少印象,更没有想到会和他成为多年后合作的伙伴。直至2014年,留学德国慕尼黑的张旭回国结婚,盖作启来道贺,两人才再次见面。此时,盖作启已听说过“张旭很厉害”,在硕士阶段就有博士生来向他求教。而张旭已在马普所(即马克斯-普朗克研究所)的第三代基因编辑技术开发中取得了新突破。“新的发现,让基因编辑像操作Word文档一样准确、可靠和高效。”张旭在思考,凭借批量化全基因组的基因编辑,能不能为国内的生物医药科研提供包括模式动物在内的产品和服务呢?

  “基因编辑作为一种革命性技术,可以应用在植物育种、动物改良和精准医疗中。”张旭举例说,凭借基因编辑技术,农作物的基因得到改造,有可能茁壮地生长在贫瘠的土地上。再例如,经过基因编辑技术改造过的免疫细胞,被注射回肿瘤患者的体内,就可以让人体具备识别、杀死癌细胞的能力,最终达到治愈癌症的目的。2016年底,张旭和盖作启通过微信打了一次越洋的语音电话。两人都意识到,可以把张旭的基因编辑研究和盖作启的酶工程研究结合在一起,共同展开科研和创业。

  同在那一年,比张旭低一个年级的王宏还在康奈尔大学读动物科学博士。这段海外求学的经历,让王宏变得“敢想敢做”。她也在语音电话中,接到了张旭万里之外的创业邀请。在她的记忆里,张旭是那个曾经帮助她发表第一篇英文论文的偶像学长。张旭和盖作启都清楚,从新的食品到新的药物,她的研究将帮助新公司找到更广阔的市场。2017年末,佛山波若恩生物科技有限公司(下称波若恩公司)进驻三水高新创业中心。他们倾其积蓄,都投入到了新公司仪器设备的采购上。

  不走科学家的路

  从基础科学研究转而投身创业,对张旭和盖作启并不是容易的选择。2017年夏天,张旭和盖作启在广州的一家酒店里彻夜畅谈。这是他们相识八年后的第三次会面。从工作到生活,从过去到未来,他们尽兴畅想。尽管在享誉世界的马普所生化所学习和研究,但张旭在德国慕尼黑敲开科学殿堂的大门之后,仿佛看到了另一个对他来说更重要的世界。当获悉英国一家公司用上一代基因编辑技术治愈了一位白血病小女孩时,他强烈地被震撼到了。他的身边,那些在马普所毕业的人,很多去往临近慕尼黑的瑞士城市巴塞尔,进入那里的药企从事研发和创业。从中,张旭深受感染地认识到,与毕生致力于攻克科学问题相比,他未来的目标是解决富有社会意义的问题,要更直接地贴近大多数人的需要。

  在马普所附近的一家生物医药孵化器里,他见证了博士们专注科研、成功创业的案例。“我很喜欢做研究。但只做研究,对我来说太单调了。”张旭坦言,作为世界上研究基因编辑技术的第一梯队成员,他不希望在“科学家的棋牌室”里一生“只玩一种牌”,不换“牌桌”,不换“座位”,也几乎不换“对手”,甚至连“观棋的人”都不换。而让张旭感到投缘的是,万里之外的“师兄”盖作启在和他做着同样的科创梦,而且认同技术驱动来实现创业。盖作启告诉张旭,要让新技术能够在社会上产生价值,带动生物医药等产业的发展。

  2016年冬天,张旭离开马普所,进入法国国家科学研究中心攻读博士后。但从一开始,他便做好了回国创业的准备,婉拒了导师让他久留异国他乡的邀请,甚至每三个月和该中心签一次用人协议。同在这个冬天,当盖作启在佛山注册设立波若恩公司时,张旭拿出自己的奖学金,为师兄汇去了第一笔创业资金。张旭坦言:“尽管回国要自建实验室,科研条件没有国外好,要付出更多努力,但我还是想回来。”

  站在第三代技术前沿

  在波若恩公司的这艘“快船”上,创始人张旭是技术带头人,扮演“船长”的角色;同为创始人的盖作启和王宏则是“大副”。他们三人之所以形成这样的角色定位,很大程度上是由各自互补的研究所决定的。其中,张旭研究的基因编辑技术是核心。他本人则是把产业上游的研究者盖作启和下游的研究者王宏“连接在一起”的关键角色。以盖作启所研究的上游领域“科研酶制剂”来说,它是基因编辑等生命科学前沿研究所必需的一种“技术工具”。“改进基因编辑技术,需要了解分子之间如何工作的问题,而后者恰好是我作为结构生物学研究者的专长。”盖作启接着解释说,另外,酶制剂作为一种催化剂,可以让基因编辑技术更准确、高效。此外,王宏所研究的分子营养学,要解决的则是在生物医药、食品营养等领域去应用基因编辑技术的问题。

  记者了解到,作为张旭团队所掌握的核心技术,批量化全基因组的基因编辑技术是在第三代基因编辑技术的基础上,又向前迈出了一步。它不但能大批量地完成基因筛选,使全基因组的基因编辑可以更快速、便捷地实现,而且还能把成本控制得相对较低。对此,张旭表示:“与已有的基因编辑技术相比,现在可以数百个基因一起同步编辑,而且是标准化地、流程化地去编辑,已经可以系统化地生产。”谈到发现核心技术的经历,张旭告诉记者,那来自于2013年春天的一次偶然发现。在马普所开发第二代基因编辑技术时,他发现,不断地敲除果蝇同一位置的基因,得到的结果居然都一样。这让他颇感意外。

  “这就像是敲啤酒瓶,无论怎么敲,啤酒瓶破损的位置、角度和碎片的大小都一样。”张旭回忆那段奇妙的经历说,他从中找到了一种规律,得到了一种效率更高、更可靠地去优化全基因组基因编辑的方法。这相当于设计好了敲除和插入基因的模块。这些模块是由抗性基因和荧光蛋白等物质充当的“标签”。它可以替换掉某一段基因,或者插入到某一段基因的后面,来高效地实现基因筛选。今年5月起,波若恩公司凭借基因编辑和改造,开始为高校以及科研院所提供定制化的细胞、模式动物等产品。从该公司将来搭建的产品“种子库”中,生物医药企业、医院、食品企业乃至科研院所将根据研发的需求,从中得到定制化的细胞产品。像张旭团队所设想的,这将有可能大大加快各个产业领域中的研发进程。

  面对面—— 如何圆梦佛山?

  记者:回国后为何选择在佛山创业?

  盖作启:我一直有一个当老师的梦想。回国后,我从广州一家酶制剂企业的技术负责人,如愿以偿成为一名佛科院的老师。佛科院支持老师创业,其弹性工作制为我们创业提供了条件。这是我和其他创始人在佛山创业的重要原因。

  记者:怎样在三水找到创业的机会?

  盖作启:2016年底,我参加三水区创新创业大赛,拿到了二等奖。这给了波若恩团队与当地政府部门和三水高新创业中心接触的机会。在三水高新创业中心的辅导下,2017年,我们申请到了三水工业园“揽月计划”50万元的资助,心里有了底,就敢在三水高新创业中心投入建实验室。2018年6月,我们又进入了三水区创新人才团队创业计划扶持名单,会再获得100万元的资助。这些扶持和资助,包括园区三年场租的减免,给了我们落地的信心。

  记者:除了创业,还有哪些规划?

  盖作启:我和张旭作为佛科院的老师,希望波若恩公司能够成为大学生双创教育的一个基地。这是波若恩公司的一种社会责任。创业能否走下去,最重要的有两点。一是视野,宽广的视野能让你选择一个正确的创业方向;二是能否坚持下去。我想把自己的经历和体会讲给自己的学生。

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