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专访 | 百迈客连发2篇Nature Genetics,打造“产学研”结合成功案例

2016/09/30 来源:生物探索
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导读
近日,北京百迈客生物科技有限公司联合中国农业科学院蔬菜花卉研究所及浙江大学蔬菜研究所在国际顶级期刊Nature Genetics(最新影响因子31.616)杂志上连发两项重要成果,不仅首次破解了白菜与甘蓝驯化秘密,同时绘制了世界上首张芥菜全基因图谱。


近日,北京百迈客生物科技有限公司联合中国农业科学院蔬菜花卉研究所及浙江大学蔬菜研究所在国际顶级期刊Nature genetics(最新影响因子31.616)杂志上连发两项重要成果,不仅首次破解了白菜与甘蓝驯化秘密,同时绘制了世界上首张芥菜全基因图谱。

8月15日在线发表的题为“Subgenome parallel selection is associated with morphotype diversification and convergent crop domestication in Brassica rapa and Brassica oleracea”的论文中,科学家通过深入研究白菜和甘蓝两类芸薹属作物,获得了白菜和甘蓝类蔬菜作物全基因组的大量变异,确定了一批与白菜类、甘蓝类蔬菜叶球形成和根(茎)膨大有关的重要基因,为加快两类蔬菜分子育种奠定了重要基础。

9月5日在线发表的题为“The genome sequence of allopolyploid Brassica juncea and analysis of differential homoeolog gene expression influencing selection”的研究中,科学家们通过高通量测序技术,完成了芥菜(芸薹属)基因组测序和序列解析,完成了世界首个芥菜基因组组装,将对物种改良产生重要意义。

两篇论文的发表对推动芸薹属植物基础研究以及育种应用等具有里程碑式的意义,为后续培养产量更高、抗病性更强、营养更丰富的优质作物奠定了坚实的理论基础。未来,基于这两项研究的改良育种将在提升作物质量的同时,降低种植者的成本投入。


NG发稿新闻发布会揭牌

9月19日,为提高科研成果传播效率,促进基因组领域的交流与合作,加速产学研用的一体化进程,北京百迈客生物科技有限公司作为论文联合发表方及测序技术支持企业在北京帝景豪廷酒店举办“NG发稿新闻发布会”,邀请了参与论文发表的科研人员、行业专家以及多家媒体,共同见证了这一科研盛事。

发布会上,北京百迈客生物科技有限公司创始人兼CEO、白菜和甘蓝论文并列第一作者郑洪坤先生发表致辞。他说:“百迈客自2009年成立以来,在科研领域摸索前行,之所以取得今天的这些成绩,要感谢合作伙伴的同心协力、同行的成果积累以及公司团队的努力。这些成果共同推动了我国基因科技的研究与应用。”

受邀出席此次发布会的国家科技部重大科学计划转录组研究首席科学家于军教授表示,诸多农作物基因组成果的发表为我国农业的发展奠定了良好的科学基础。


王晓武教授(左)、郑洪坤先生(中)、杨景华副教授(右)

白菜和甘蓝论文的通讯作者-中国农业科学院蔬菜花卉研究所王晓武教授以及芥菜论文第一作者-浙江大学蔬菜研究所副所长杨景华副教授在发布会中与大家分享了论文发表的过程与心得体会。值得一提的是,这两项成果相关的大数据已全球首发至百迈客云平台,其他科研工作者可使用已发布的数据进行联合分析。

作为受邀参加发布会的媒体之一,生物探索在会后对郑洪坤先生和杨景华副教授进行了独家采访,详细了解了双方合作的机缘、研究成果背后的应用价值、“产学研”合作的成功经验以及未来的研究和发展规划等内容。

1

高效合作,不到3年内论文发表

2013年,浙江大学农业与生物技术学院园艺系张明方教授与杨景华副教授开始策划及启动芥菜基因组项目。芥菜是芸薹属中一个典型的多倍体,在进化的过程中出现了2个类群:一类是东亚地区比较多“菜用”型,包括榨菜、雪菜、大头菜等;另一类是南亚地区比较多的“油用”型,即用于榨油的芥菜。这一研究中选择的研究对象是典型的榨菜,在长江中下游地区比较有名的材料。

研究人员通过测序、光学图谱、遗传图谱等技术对榨菜的基因组信息进行了解析,发现了基因组的可塑性现象,从基因组层面找到了证据,证明了芥菜在演化过程中如何形成了可食用的榨菜和可榨油的油菜。

杨景华介绍,该研究项目从2013年开始启动,到论文正式发表花了不到3年的时间。他说:“整个过程并不是一帆风顺的,开始时遇到了很多失败的教训。研究小组在研究方向、技术使用等方面进行了反复地讨论,最终将整个基因组组装起来。”

回忆起双方合作的机缘,郑洪坤说:“当时,百迈客在这一领域已经积累了一定的经验,做了很多芸薹属领域相关的项目。张教授和杨老师从同行中了解到了百迈客,联系我们洽谈合作。很快,双方就达成了合作意向。一个小巧合是,我与杨老师都是山东人。双方良好的合作关系为项目的顺利推进奠定了良好的基础。从项目启动到论文发表,整个过程仅花了2年多的时间。这是非常高效的。”

谈及这项研究的应用价值,杨景华希望,基于这一发现,未来能够开发出营养价值更高的芥菜品种,让它们能够登上老百姓的餐桌。他说,未来的研究规划中还涉及了很多基于测序技术的功能基因挖掘。

2

目标一致、互相信任,成就“产学研”成功案例


杨景华副教授在发布会上发表演讲

产学研合作是近年来备受推崇的一种科研模式,它能够融合合作双方的需求和优势,推动科学成果的产出。这两篇基因组学重要成果的发表是“产学研”合作模式下诞生的又一成功案例。

杨景华认为,不管实验室的规模如何,都不可能囊括所有的技术。共建网络实验室是一种很好的解决途径。一些重要成果的研究往往涉及到很多学科领域,需要像“网络实验室”这样的平台加强各领域科学家之间的合作。他说:“成功的‘产学研’合作需要双方有共同的目标,能够发挥各自的优势。此外,不管是对科研人员来说,还是对企业来讲,保持良好的沟通是非常重要的。”

作为企业方,百迈客的科技服务业务给公司带来了很多的便利,其中一大好处是,能够认识各领域的专家。然而,郑洪坤强调:“事实上,开展科技服务并不是件容易的事。因为我们服务的对象都是创新能力极强的各领域专家,这就要求公司要能跟得上科研人员的需求,不断创新,提供更好的服务。”

近两年,百迈客推出了生物云平台,灵感正是源于科研工作者的需求。“我们发现,在提供科技服务的过程中,公司的科研人员和被服务机构的科研工作者之间的沟通‘成本’很大。这一平台的推出为提供科技服务带来了很大的便利,能够避免沟通不良或出现偏差。科研工作者可以借助云平台自己尝试他们的想法。”他说。

郑洪坤认为,合作者之间的互相信任、良好的合作关系对科研工作的进展影响非常巨大。以这种和谐的关系为基础,合作双方贡献出各自擅长的部分,才能碰撞出好的“火花”,发表好的研究成果。

3

测序技术日新月异,引领农业领域发展

一直以来,基因组学的研究成果似乎与测序技术有着不可分割的关联。此次发表的芥菜研究成果中,二代测序、三代测序等技术发挥了重要的作用。

杨景华说:“测序技术一直在日新月异的发展,是一种很高效的手段。印象中,去年之前,大家主要还是使用二代测序。它的特点是通量高、速度快,但也有局限性。后来,三代测序以及其它一些辅助的基因组组装技术发展起来。这些技术在解决复杂基因组研究方面效率更好。随着测序成本的降低,这些新技术在基因组的解析方面的应用将更加广泛。”

测序技术的发展不仅帮助我们解读了“生命的天书”,也在帮助我们创造更加健康的生活。其中,基因测序在农业领域的应用与衣食住行中的“食”密切相关。据郑洪坤介绍,百迈客在成立的早期从事农业相关的基因研究更多一些,在这过程中积累了一些优秀的资源。

他说:“基因在农业领域的应用分为研究层和应用层,前者主要是关于重要农艺形状基因的开发,后者则是利用已经研究清楚的基因、分子标记做一些分子选育,为精准育种提供指引,提高育种的效率。”

4

三大方向齐头并进,打造基因大数据核心业务


百迈客三大主体业务

科技服务、医学检测和生物云平台是百迈客的三大主体业务。其中,科技服务面向的对象是做基因研究的机构。郑洪坤说:“因为在基因研究中应到的测序、数据挖掘等技术专业性都很强,一些科研机构在早期阶段的储备可能不够充足。我们所做的是为这些机构提供基因测序、基因数据解读等方面的外包服务,从而形成了科技服务这种业务形态。”

医学检测业务更多的是面向医疗健康领域,包括用于个性化用药的指导,帮助患者选择适合的药物;以及用于健康管理(饮食、休息),如根据遗传状况来评估优化生活的方式。

第三块业务,即生物云平台,关注的是基因大数据。郑洪坤表示,基因大数据的应用范围其实很广,公司希望通过生物云实现基因大数据的收集、共享、管理和挖掘。“数据越集中,价值越大”是这一领域的一个重要特点。公司希望生物云能够应用到不同领域,通过互联网大数据的技术手段和理念,更好地提高一些传统行业的生产效率。

展望未来几年的发展规划,他说:“整体来说,公司的布局是将科研和应用结合起来往下推进。其中,我们会更加重视基因大数据这一板块,希望能够将其发展成核心的业务,更多的应用到精准医疗、精准育种、精准营养和精准美容中,实现这些‘传统’行业的产业升级。”

5

加强2维科普,让基因科技走进生活

让生物科技更快、更好的提高人类生活质量是百迈客公司发展的愿景之一。然而。事实上,目前对很多百姓来说,基因技术却是晦涩而遥远的。那么,究竟该如何改善百姓对基因技术的认识呢?郑洪坤表示,确实,很多百姓对基因的理解还比较初步,觉得和自己没有太多直接的关系。这是任何一个新兴行业发展中会必然会经历的阶段。百迈客正在积极地尽自己的所能,让大家能够对基因领域的技术和应用有更好的理解。

公司主要从两个维度开展相关的科普工作。一种是针对专业型的客户,如科学家、医生等,向他们进行专业性知识的传播,包括测序的原理、应用、基因数据解读等。另一种是面向大众,主要是科普一些与生活相关的知识点,如饮食与健康的关系等。举例来说,生活中有人酒量大、有人酒量小,其实,基因在这种差异的形成中发挥了重要的作用。我们可以根据基因的状况来指导健康的管理。

郑洪坤说:“百迈客希望通过这些小知识的传播,让更多的人了解基因科技。”公司还专门做了一个在线直播的平台,邀请各领域的专家来分享这些基因科技,向大众做好知识的传播。

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搭建广阔交流平台,推动基因学发展


据了解,由百迈客研究院主办,北京百迈客生物科技有限公司承办的第三届全国功能基因组学学术峰会将于10月18-19日在北京盛大召开。该峰会是中国基因产业最大的行业峰会之一,为基因领域的科研工作者们提供了展示最新研究成果广阔平台。本届峰会预计规模约1000人,共邀请了50名左右的行业“大咖”,包括中国科学院院士孟安明教授、国家科技部重大科学计划转录组研究首席科学家于军教授等。

郑洪坤说:“基因组学其实是一个很大的学科,涉及的知识面非常广,要把这一研究领域做好需要各个学科方向的专家加入进来。科技服务业务给我们带来了很大的便利,能够接触到很多专家。在这过程中,我们发现,很多专家对学习新知识和技术有强烈的欲望。百迈客也是响应了这一需求,搭建了功能基因组学学术交流的平台,希望将科学家们聚到一起,分享最新的科研成果,互相学习,促进科研工作的开展。”

点击以下链接查看活动详情:

http://www.biodiscover.com/activity/biomarker

参考资料

蔬菜所确定白菜和甘蓝类蔬菜叶球形成和根(茎)膨大相关基因

芥菜基因组结构和起源喜获解析

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