作为一个北方人,我最受不了的就是鹏城炎热潮湿的气候,偏偏来这里的时间正是夏季,让人格外难熬。好在鹏城的九月气候开始稍稍凉爽,雨水也减少了。新生进入校门,我也开始了教授的生涯,第一次踏上了讲台。
我担任了本科生的分子生物专业老师,同时还开始带领新一届的生物工程硕士研究生。每周给大一学生上两节课,主讲分子生物学的基本课程。分配给我的研究生有四个,两男两女,每周上两次专业导师辅导课。作为新的年轻教师,我先带两届研究生后,升级成正教授,才有资格带博士生。
当我走进大教室,面对一百五十多名大学生,并没有感到紧张。我告诉自己,学生们是来学知识的,不是来看我这个人的。我平静地开始讲述分子生物学的起源,历史和发展,现代的主要课题,未来的研究方向等。
我对这个学期的课程安排做了一些说明,重点讲述了一些主要概念和词汇,包括中英文的词汇介绍。另外布置了课外网络查阅的资料,让学生们写一份不少于三千字的阅读作。我听到一阵阵低声的哀嚎声,不由得暗暗偷笑,这帮新入学的大学生,还以为进大学就可以放松了,上上网,打打游戏,谈谈朋友,就可以毕业了。我在美国上研究生的时候,每天只有三四个小时睡觉,不是上课,就是在图书馆中,要么就在实验室里;我不会让我的学生浪费时间,要学到知识,必须付出努力。
时间过的很快,我的第一堂课程接近尾声。
我总结道:“同学们,虽然现在的生物学研究,已经进入了分子阶段,看起来科学家已经在创造新的生命,可是实际上,我们还是无法真正‘创造’生命,到现在为止,科学家只能编辑生命基因,却无法真正地创造能够自我繁殖,新陈代谢的生命体!我们无法用没有生命的无机分子或有机分子,制造一个哪怕最简单的生命体!我们可以合成蛋白质,合成核糖核酸,合成一切生命的基本元素,但就是无法组成一个基本的生命体!生命的奥秘到底是什么?对科学家们而言,还始终是如同终极真理一样的难题!
生命就像是这个宇宙一样,当你了解的越多,你遇到的疑问就越多。每一个生命物种都是独特的,每一个生命体都有差异,甚至每一个生命体的每一个细胞都是独一无二的!从排列复杂性来说,其复杂程度不亚于宇宙的原子数量!
生命每时每刻都在发展变化,无限衍生着其复杂程度,这是一套极其巨大的系统,能够幸存下来的物种,都是无数多万年以来不断衍生淘汰的结果,能够生存下来的都是万亿分之一的幸运儿。
所以,我们对生命依然要抱有绝对的尊重。
我们现在还不能狂妄地以为自己掌握了生命的奥秘,狂妄地以为自己能够创造新的生命,狂妄地以为自己能够改变生命的世界!我们现在的工作,只是在生命大海中制造的一个小小浪花,而且就连这种行为,也只是生命发展本身的一种创举!
生命发展到了这样一个阶段:生命不但可以新陈代谢,可以繁殖自己,还可以有目标地改变自己!不再是完全地听从概率的安排,无规律地遗传,而是开始自己掌握自己的部分遗传。
总有一天,生命也许会自己订制,那时候,生命会极大地发展,展现出远超现在的能力,就像是生产力的发展和科技的发展一样,生命自身也会加速发展!
基因技术必将成为网络技术之后,下一个技术行业的高峰,你们很幸运地加入了这个行业,我们现在就站在了新世界机遇的门口!努力吧,同学们!下课!“
同学们热烈地鼓掌,我也分不清他们是因为我讲课精彩,还是出于听到宣布下课的激动心情,反正我都要点头表示感谢。当然不可否认,我还是有一些演说能力的。
我和研究生们的课程是在实验室里开始的。
研究生的第一年,学生们要上基础课和基础专业课,还有就是专业导师的专业课程。有的导师做的项目很多,研究生就被当做小工使用,还是不要工资的全日制小工,那么这些研究生上课的时间就比较少,经常需要请假,当然有的导师会给研究生们一些小费。这样的研究生毕业后往往动手能力很强,社会关系经验也比较丰富,但理论知识就相对比较欠缺。
有的导师项目少,或者项目不需要学生帮忙,那么学生就有很多时间上课,比较负责人的导师会给他们布置阅读作业,查阅相关论文和研究报告,所以这样的学生往往理论功底比较深。
学校的实验室已经开始了部分设备的安装调试,我要求他们全程跟踪,学习仪器的操作、校准、维修,建立设备档案,零备件仓库,消耗品清单等,开始实验室运营的知识培训。
实验室刚刚开始,第一个订单已经上门,这是羊城一家肿瘤科医院的靶向蛋白酶的研究,要进行十几份肿瘤细胞的基因测序工作,对比致癌基因的组成,分析生成癌症的靶向蛋白,为研制定向治疗药物做基础研究。
在孟德尔教授的交流会之后,我手中至少有二十多个项目意向,这一个是所有项目中比较简单的项目。
目前实验室的测序仪还没有到货,美国工厂的订单排到了一年之后,我准备等鹏城工厂的设备下线,最先装备这里的实验室。现在只能借用其他实验室的设备,这里只有一台海大仪器生产的二代测序仪,工作量非常巨大,测序订单已经安排到了一个月以后。
实验室里还有多台第一代基因测序仪,都是国产品牌的仪器。价格便宜,只有十几万元;功能也比较简单,使用电泳荧光分析法,速度很慢。国产的第一代基因测序仪,已经投入了大规模生产,有一些结构比较简单,功能比较单一的PCR仪器,价格低到只有几千元,广泛应用在养殖和种植等行业。
例如:浙省的肉鸽养殖,因为市场下行,利润开始下降,但是有的养殖场发现了新的商机:鸽子蛋受到市场青睐,鸽子蛋营养丰富,对女性有独特的调养作用,一对鸽子蛋能买到10元钱,相当于一只肉鸽的价钱,于是养殖场开始卖蛋赚钱。但是鸽子是一夫一妻制的鸟类,乳鸽成熟后,会自动一公一母生活在一个笼子中,终生不离开,如果伴侣死去,另一个也会郁郁而终。麻烦的是一对儿夫妻只能有一个母鸽子下蛋,公鸽子浪费饲料,很不经济。
后来一个偶然的机会,发现两只母鸽子也可以生活在一起,而且可以都下蛋!还不是受精蛋,更容易保存,产蛋率高了一倍,利润大增!问题是乳鸽在成年之前长得一模一样,无法分清公母!所以只有一个办法:基因检测。依靠国产PCR检测仪器和检测药剂成本的急剧下降,鉴别一只乳鸽的性别基因,成本只要两元钱!这个技术被大规模推广,鸽子蛋也开始大规模走向市场。
目前国产的简易基因检测设备,以及相关的试剂和药品,已经出口世界各地,市场占有率不断提升,这是一个百亿美元级别的大市场。
关于蛋颌的改进,听说胡建农业大学正在进行鸽子基因编辑工作,希望培养出产蛋率更高的品种。现在的鸽子品种每个月只下两只蛋,新的品种希望鸽子能像母鸡一样天天产蛋!基因技术对养殖业的巨大作用可见一斑。
如果使用第一代基因测序仪,进行人体全基因组检测,那就是一件天量的工作,当年第一套人类基因测序,全世界通力合作,还用了三年时间,十亿美元的费用!
好在寻找蛋白酶并不需要全基因谱排序,只需要对第七对染色体的其中一小段进行排序对比,数据量只有全基因图谱的万分之一。可是仅仅是这万分之一的数据量,使用三台一代测序仪,十几个细胞测试下来,也需要长达一个月的的时间。
如果能够使用二代测序仪,估计仅仅使用一台机器用时一周多就足够了。如果我们的三代测序仪到货,这个工作连一天都不用,就可以很快完成!这就是基因测序仪代差的效率差别。所以我们的三代测序仪,价格比二代机贵了50%,可仍然受到市场追捧!
不过使用一代机也有一个好处,可以培养学生们基因测序的基础知识,循序渐进地了解最基本的DNA提取,消解,切断和夹蛋白的组装,荧光光谱显微镜的使用等基础知识。
我不但带领他们使用仪器进行试验,还把各种资料提供给他们阅读。四个人中,男生叫代昆和管册,代昆是来自山海市科技大学的化学系,动手能力极强,试验的前道工序进行的非常熟练,但明显的对细胞学、生物学、基因测序的基本知识了解很少。
管册是胡州大学的生物系毕业,生物理论比较丰富,这个试验的基本方法,他在本科四年的时候学习过,但是明显没有亲自动手,没有从头到尾认真仔细的试验过,也没有接触过这个品牌的测序仪操作。这次他主要动嘴,照着说明书制定方案,由代昆和何霞动手试验。
两个女生名叫何霞和周玉芬,何霞来自本校的生物系,周玉芬来自北方大学的数学系专业,本校学生对试验操作比较重视,何霞就已经可以熟练操作一代测序仪,是这次工作的主力。
周玉芬明显各项技能都比较缺乏,她还需要艰难地补习物理化学生物知识,但是我却最看好周玉芬的未来,她的数学基础非常好,而且对试验结果的分析有一种天生的直觉,这是一种天赋,真正优秀的科学家不一定非得需要太专业的能力,但是能从纷繁复杂的试验结果中直接找出问题的根源,这种‘洞察力’才是最重要的天赋!
三台测序仪的校准明显有一些问题,而且因为是不同的品牌,测试数据有些误差,这些机器使用了六七年,从来没有校准过,我需要购买标准片进行重新校准,这也是一项繁复的工作,不过正是这些最基础的工作,考验了四个学生的技能,仅仅一个月之后,他们就已经熟练掌握了一代测序仪的使用,测序工作有条不紊地进行着,按期交付了实验结果。
我的实验室,设备的安装也需要他们跟踪学习,所以四个学生的学习生活是异常紧张,每天从八点开始,到晚上八点,12个小时不停顿的学习工作,他们轮班去上课,对一些基础课程,例如英语,政治,数学等课程,我让他们请假多一些,专业课不要落下。
我倒不是歧视基础课程,只是我认为英语离开了那个语言环境学习,就如同在凳子上学习游泳,在教练场上学习驾驶一样,水平很难真正提高,与其在教室浪费时间,不如到实验室阅读英语论文,而口语和听力等出国后再学也来得及。
至于政治吗,虽然将来不是一定要去当官,但从中学习正确的思考方式,了解国家政策和未来发展方向,也是很有必要的!只是没必要花太长时间了。
数学是非常重要的,按道理应该好好学习的,但是研究生的数学课,微积分高数知识占多数,与本科时期的数学内容严重重叠,对基因分析使用的数学工具很少涉及,对数据统计,计算机数据库知识介绍的有些太简略,这方面需要强化学习。
基因的数学工具是一种ATCG碱基对的排列组合数学软件,类似于电脑二进制数据,这是一套四进制数据,按照排列组合的原理,三个碱基对就可以描述所有的氨基酸种类,而氨基酸排列组合成蛋白质,就要一段比较长的组合,长度各不相同。
蛋白质的种类就太多了,不同的氨基酸,数量不同,排列顺序不同,甚至完全相同的组合,只是蛋白质链条空间结构稍微差异,性能就有很大不同,蛋白质是另一门广阔前景的学问。