作者:骑猪去挖坑
“老师,我给你带了一份饭,有你最爱的鸡腿。”
黄勤打开饭盒,露出油光铮亮的大鸡腿,他知道老师一般吃饭比较晚,就顺手给他带了一份。
杜彪抬起头,眼神复杂地看着他:“黄勤啊,辛苦你了。”
这个学生确实没得说,虽然有时候说话过于直白,但是勤奋好学,开朗热情,还能带资进组,有这样能打的学生,每个导师半夜做梦都能笑醒。
他昨晚就差点半夜笑醒了。
黄勤夹着鸡腿,大口大口啃得满嘴是油,还不忘提醒老师。
“老师,你快点吃,菜都快凉了。”
杜彪只好跟着一起吃起来,只不过他心里有事,最爱的鸡腿吃在嘴里也是索然无味。
好不容易吃完,他擦了擦嘴,心里迫不及待,嘴上却装着云淡风轻的样子,问道。
“小黄,你说的那个课题,有什么想法和思路了吗?要不要我们一起商量一下?”
黄勤点了点头,神情变得严肃起来。
“老师,我的思路是这样的,主要分为两步走。”
“第一步是解决猪作为异种器官来源本身的一些问题。”
“猪作为理想的人类器官供源在移植学界已经趋于共识,但需要解决病毒感染,免疫排斥反应以及凝血功能异常等问题,才能算得上一个合格的供源。”
“病毒感染这方面,很好解决,可以通过无菌环境饲养,筛选供体的方法,避免肝炎病毒,巨细胞病毒,淋巴性疱疹病毒等病原体感染受体。”
“此外,基因编辑技术也能敲除猪的内源性逆转录病毒,降低进入人体后的感染风险。不过这些猪器官还没有植入过人体,潜在风险还需要进一步的临床验证。”
“至于免疫排斥方面,相较于同种器官移植,异种器官移植的免疫排斥反应更加严重,也更加复杂。但我们可以通过基因编辑敲除特定抗原基因,转入人源化基因,这样可以有效抑制移植排斥反应的发生。”
“学术界已经发现了29个相关免疫基因,其中21个需要插入的外源基因,8个需要突破或敲除的内源基因。”
“我们的第一步研究就是要先搞清楚不同的基因组合,看看哪种基因组合对哪种器官移植效果最好。”
“听起来似乎工作量很大,不过很多基因已经有了明确的研究结果,我们只需要进行排列组合研究,再验证结果就行了。”
“至于验证方式嘛,可以选择非人灵长类动物,把基因修饰过的猪的内脏,移植到猕猴或者狒狒体内,观察它们的存活时间,再对器官的功能,凝血参数,以及受体活性进行测定,就能知道移植器官的结果了。”
杜彪越听越是心惊,不愧是能带飞导师的领军学生,不但能自己选择课题,还对课题的解决方法有了深入且可行的思考。
他想要发表一点意见,但张开嘴却不知道说什么,欲言又止了好一会,才缓缓吐出两个字。
“很好。”
想了想,又补充道:“思路清晰,目标明确,干得漂亮!”
黄勤憨厚地笑了笑:“谢谢老师夸奖,基因排列组合验证这块,工作比较简单,又很繁琐,可能需要老师和同学的帮忙。”
“毕竟有29个基因呢,也不排除研究过程中又会发现新的影响基因。”
杜彪沉吟道:“你考虑得很周到,如果要穷尽这几十个基因所有的排列组合方式,需要开展的实验数量是极其庞大的,不过这里面肯定有一些关键基因,我们只要抓住几个关键基因,就能出结果。”
“所以工作量其实也没那么大。我们可以使用一些数学方法,比如穷举法来进行筛选。然后经过一些精心设计的实验,找出几个关键基因。”
说到这里,他露出了一丝自信的微笑:“你导师我当年数学成绩还是数一数二,这方面的研究分析,肯定没问题。”
黄勤连连点头:“太好了,老师这么说,我就放心了。”
“至于算法和验证,老师你不用担心,三清有强大的人工智能,只要你们把实验数据都记录好,我把数据拿回去跑跑模拟,应该能很快出分析结果。”
杜彪脸上的笑容顿时垮了下来,他想起了三清的AI诊断,不由心下一沉。
黄勤见老师脸色不好,赶紧安慰道:“不过AI分析和模拟能力再强,没有老师和同学辛苦做实验,也没有数据可分析啊。呵呵。”
“说得也是。”杜彪脸色恢复了正常,缓缓说道。
“对了,你刚才说课题分为两步,第一步说了,后面的方案呢?”
黄勤清了清嗓子,回到正题上来,继续说道。
“第二步啊,这个跟干细胞研究有关,也跟胚胎发育有关。”
“您应该很清楚,任何动物从受精卵发育成胚胎,不但要接受祖传DNA的指令,也受到细胞外组织的影响。”
“体外细胞培养无法模拟体内细胞与细胞间,细胞与组织间的复杂相互作用,而这些相互作用是器官形成所必须的。”
“就好像一个人能不能成才,除了自己的智商,家庭教育也很重要。”
“再聪明的孩子,如果有一个悲剧的童年,恐怕也很难不长成歪脖子树啊。”
“言归正传,我们研究猪的最终目的还是用它来培育人的器官。”
“本来不同物种之间是有隔离的,猪是不可能长出人的器官来的。”
“但幸运的是,我们所有的哺乳动物,都来自同一个老祖宗,虽然关系有远近,但毕竟同生同源,大家都是从单细胞生物进化来的,共享同一套底层细胞运行机制。”
“这无疑给异种移植带来了一个天大的机会。”
“只要掌握天机,就能让干细胞言听计从,自动生长出我们想要的器官。”
“到底该怎么办呢,就是对宿主动物进行改造,为所需要的器官人为创造出一个龛位。”
“只要对宿主胚胎进行改造,使其失去形成某种器官的能力,就能在原本的位置上留出一个空位。”
“然后再把人类的干细胞注射进宿主的胚胎,就能急速填补这个空缺,自动长出本来长不出的器官。”
“整个过程相当奇妙,堪称自然界最伟大的奇迹之一。”
“就好像你改造一个小鼠,敲掉一个关键基因,让它无法产生免疫系统的白细胞,然后你再把正常小鼠的干细胞注射进去。”
“这些被注射进胚胎的干细胞一开始没有特定的命运,它们拥有可以发育成任何类型组织的潜力,但是浑浑噩噩,完全不知道自己该干嘛。”
“随着胚胎的发育,胚胎中原有的细胞似乎在说,是时候产生免疫细胞了,等等,我们没有产生白细胞的基因,啊,看,这些外来户有,干脆让它们承担这个任务吧。”
“更神奇的是,这些外来户还真听话,听到指令后,真的发育成了白细胞。”
“可见胚胎发育中,如果它们有什么缺陷,就会利用来自别的生物体的合适细胞,主动填补一个空白的组织龛位。”
“人为地创造一个龛位就能够诱发这个过程。”
“同样的办法也适用于胰腺,肾脏,肝脏,等等器官。”
“跨物种的应用同样有效,如果做一个大鼠和小鼠之间的跨物种实验。”
“大鼠虽然没有胆囊,但是细胞依然拥有形成胆囊组织的能力,条件允许的话,小鼠胚胎能发出‘是时候长出胆囊’的信号,从而解锁这种能力。”
“这种能力来自于大鼠和小鼠进化上的共同祖先,这位祖先是有胆囊的,只是大鼠的胆囊在进化过程中消失了。然而大鼠的细胞仍然把胆囊的发育指令铭记在心,就像保存它们进化历史的记忆一样。”
“不过这方法在人和猪身上就没那么简单了。”
“一方面实验时间更长,猪的妊娠期为3个月,而小鼠只有3周。”
“另一方面,人类和猪在进化上的亲缘关系比小鼠和大鼠的亲缘关系要远得多。”
“猪体内可以制造出器官的龛位。在移植了另一头猪的胚胎干细胞后,缺乏胰腺发育关键基因的猪胚胎确实能够长出胰腺。”
“但是把人的诱导多能干细胞导入囊胚期的猪胚胎,这些干细胞的存活率却很低,只有一小部分细胞能够存活下来,发育成肌肉以及一些器官的前体细胞。
“同样的,人诱导多能干细胞也能在牛胚胎中存活,但存活率同样不高。”
说到这里,杜彪兴奋地插嘴道:“这个原因我知道,我看过一篇论文,差异过大的物种,干细胞之间会产生竞争,彼此杀死对方。”
“这种物种间的进化差异,能够形成有效的发育壁垒,保持物种之间的隔离,不会长出奇奇怪怪的生物出来。”
“啪啪啪!”黄勤用力鼓掌道:“老师真是博学多才。”
他话题一转,说道:“这个论文我也看过,好像是两年前《nature》上面的一篇论文。”
“研究发现只要抑制NFKB信号通路在人源IPS干细胞中的激活,就能够抑制细胞间的竞争以及凋亡,提高人鼠嵌合胚胎的存活率。”
“不同物种之间存在不同水平的竞争力状态,大鼠和小鼠,人跟猴子之间,干细胞竞争力相似,所以就不会出现细胞竞争现象。”
“但是人跟猪,牛,老鼠,彼此干细胞的相对竞争力不同,所以会导致细胞战争的发生,竞争力强的细胞直接诱发弱者的凋亡,至于孰强孰弱则取决于两者之间的进化距离。”
“所以只要我们敲除猪的相关基因,就能让猪长出人的器官来。”
“这条路是非常明确而有前景的,只是目前还没有人找到出口,拿出最终的成果。”
“老师!”黄勤紧紧握住杜彪的双手,神情激动地说道。
“前途一片光明,只争朝夕不负韶华!”
“只要拿下这座科学王冠上的明珠,老师你的杰青,稳了!”
杜彪反手握住学生的手,也是兴奋不已,颤声说道。
“上九天揽月,下五洋捉鳖,皆在弹指一挥间!”
“老师能不能当上杰青,全靠你的培养了!”
第五百九十九章 好风凭借力,送我上青云
“好!”
杜彪和黄勤这一对师生,双手紧紧握在了一起,眼中同时迸射出精光。
这时,房门嘎吱一声开了。
几个同学说说笑笑,一脸雀跃地走了进来。
“今天鸡腿太好吃了,得跟老师说一下。”
“他肯定吃饭去了。”
“杜老师——”
“黄——”
声音戛然而止,同学们看着激情相握,深情对视的两人,顿时目瞪口呆,笑容全都凝固在了脸上。
杜彪尴尬地收回手,迅速说道:“同学们,我要公布一个好消息。”
“你们的黄勤师兄拉了个大项目回来,属于国家重大项目,有千万级别的资金支持,正在招人进组,你们可要抓紧机会了。”
几名同学正震惊着呢,听到这个消息,立即一脸喜色地叫了起来。
“老师,什么项目呀?”
“对啊,黄勤师兄,给我们说说嘛。”
杜彪云淡风轻地把项目情况说了一遍。
“差不多就是这样,异种器官移植还算是比较热门的前沿领域,做出成绩的机会很大。”
“这个课题要做很多实验,实验结果非常好写论文,也许发表不了什么顶刊,但是让你们毕业还是没问题的。”
同学们瞬间一个个都眼冒金星,连声道:“哇,老师好棒啊,黄师兄好棒,居然能拉来三清的大项目。”
“实验听起来好高大上,肯定能水好几篇论文。”
杜彪看着众人跃跃欲试的模样,冲着黄勤微微一笑,说道。
“我现在手上有2个博士生,5个硕士,人数是不多,不过不能都给你,我手上也不止你这一个项目。”
“依我看,还是让他们自己选吧,三四个人还是能招得到的。”
“我来设计具体的实验,然后帮忙把关,具体的活由各位同学来干。”
“他们现在课都上完了,都是年轻小伙子,精力旺盛,每天睡在实验室,起码能干12个小时呢。”
“你看,这么好的劳动力,待遇这方面,你也得给足吧。”
“黄老板!”
这一声黄老板,听得黄勤就像被毒蛇咬了一口一样,腾地一下站了起来,连忙摆手道。
“老师,老板这话可不敢说,您这是折煞我了。我不过是一个普普通通的学生,哪能这么调侃我。”
杜彪呵呵一笑:“行了,我不过是一个平平无奇的博导,项目是你带的,同学的工资也是你发,都看你脸色吃饭呢,不叫你老板能叫啥?”
“你别谦虚了,快说说待遇吧,待遇不好可吸引不了人,我也不能强迫他们。”
黄勤再次坐了下来,看了一眼在场的同学。
每个人都是一脸兴奋,眼神中透出一丝期待。
一开始大家听到高大上的项目,确实很激动,但听到导师说得那么辛苦,顿时有两个脸色就变了,起了退缩之心。
不过老师转眼又说到了待遇,瞬间吊起了大家的胃口。
黄勤心中有数,呵呵一笑道:“这个项目不知道多久能出成果,时间不好说,而且大家都有自己的事,也不像工作的人,能全心全意投入进去,所以我只能按成果付费。”
“每人每月生活补贴五千,出阶段性成果,比如发表论文什么的,每人再给2万,整个项目结束后再分5万奖金。平时团建和聚餐什么的项目上都包了。”