“叶子的‘叶’,田野的‘田’,两个‘田’都是。”
湘湖实验室副研究员叶田田的自我介绍总是很简短,面对谁都言笑晏晏。她的示人形象十分契合大众对于“理科姑娘”的一般想象:一头短发,穿着格子衫,虽然脸上时常挂着腼腆羞赧的微笑,但只要谈及科学,澄澈的眼波中就会漾起对专业的热爱、执着和坚定。
她总说,自己的工作很简单,基本就是对着计算机和数据,像猎人一样从十几亿个DNA碱基对中寻找到优良性状相关的基因。但事实上,这些“简单”的工作却可以生长出无限的生命力,编织出纷繁复杂的“基因密码”。
叶田田
全职“基因猎人”
最近,“X、Y、Z世代”等相关概念走红网络。大家将1965—2010年这45年以15年为单位平均划分,并以英文字母命名代际。在媒体上,“Y、Z世代”的年轻人形象通常与“快速获取信息”“多元开放”“有个性”“注重自我价值实现”等关键词相互绑定,老一辈人也对此寄予厚望,认为他们应当极富创新精神,锐意进取、肆意张扬,但同时也应脚踏实地、勇挑大梁,将社会责任扛在肩上。
而这,恰恰是这位90后姑娘决心踏入湘湖实验室的根本原因。从走入科研的第一天起,她的心中就深埋着一个“为社会做点什么”的思想,朴实而又宏大。这样的叶田田在看到浙江第十家省实验室——湘湖实验室正式创立后,即便彼时自己还远在美国,即便距离学成毕业还有一年时间,她也悄然坚定了回国回乡的念头。
2023年,湘湖实验室创立一周年之际,叶田田学成归来。
在被聘为湘湖实验室首席专家之前,顾志敏在浙江省淡水水产研究所工作了38年,当了12年的所长,研究方向一直围绕着新品种开发、健康养殖等方面,桃李遍布天下,但这位团队“领头人”却在只见过叶田田几次后,便不吝赞美:“小姑娘很踏实的,也很厉害!之前在浙江大学竺可桢求是班就读,又到哈佛大学完成了本科毕业论文,之后在加州大学河滨分校完成计算机硕士和生物信息学博士学位。我们非常欢迎这样的人才!”
湘湖实验室
这所明确打出“德馨鼎学,笃行求实”招牌的省内“独一家”农业实验室,与在加州大学河滨分校读博时就致力于将信息学与农学研究相结合的叶田田可谓一拍即合。湘湖实验室提出的三大主攻方向,即现代农业生物技术、绿色智慧高效农业生产技术、农产品质量与生命健康,在为其中科研者指明方向的同时,也提供了大施拳脚的舞台。
“只要大方向是准确无误的,在具体细节上,我们绝不会限制年轻人的创造力。”团队负责人坚定说道。
于是,在正式加入湘湖实验室淡水水产核心种源创制团队后,叶田田开始思考自己下一个“靶点”该落在哪里。读博期间,她专攻生物信息的数据分析,分析的对象有很多:人类、小鼠、拟南芥、酵母……但回国之后,她只想为家乡的水产行业和国内的生物基因工作而奋斗,开发、验证更好的工具和方法。
发展方向还未尘埃落定,人生选择又接续出现:就在叶田田拿到湘湖实验室聘书的一周之后,谷歌也向她抛来了橄榄枝。她毫无犹疑回复抱歉的同时,也醍醐灌顶般想明白了一个问题:回归初心,自己最想要“捕猎”的基因之一,其实藏在儿时老家湖州的罗氏沼虾里。
“也没什么特殊原因,就因为这是一种很常见的水产,如果想让研究‘有用’,我认为必定要从‘普通’入手。”对罗氏沼虾进行抗病研究工作,就此展开布局。
罗氏沼虾
众所周知,了解了基因就等于找到了深入了解并且改造生物的一把钥匙。但罗氏沼虾有30多亿碱基对,从浩如烟海的基因数据中筛选出能够改良育种情况的相关基因,谈何容易?更遑论虾类的整套基因组上会出现多组重复片段,对于测序和拼装来讲,更是雪上加霜。
但用计算机拆解“基因密码”,正是叶田田的工作日常。“只要精准定位到影响生长的特定基因,就可以利用基因编辑技术,‘敲掉’或者‘植入’相关的基因片段,改良品种。”她对未来显得兴奋异常。
所幸,这样的“未来”没有让叶田田等待太久。目前,团队已研制出的全球首款罗氏沼虾、红螯螯虾液相基因芯片,成功打破了国外针对农业领域的“卡脖子”技术。“借助新的液相基因芯片,水产新品种培育时间能缩短一半,效率提升40%以上。”团队负责人表示。而更可喜的是,这种被称为“全基因育种”的方式正在不断被应用推广,有望取代周期更长、不确定性更强的传统育种。
罗氏沼虾100K cGPS高精度液相育种基因芯片
“她的成果决定你的餐桌”
业内共识——如果无人坚持开发新一代育种技术,仅靠捕捞野生资源,是满足不了大众的消费需求的,还会对天然资源产生极大负面影响。
身为江浙人士,叶田田早有感知:又名“太湖白鱼”“银刀”的翘嘴鲌,通常是临湖百姓桌上的珍馐,因肉质肥美细腻,素有“天下第一鲜”的美誉。但前些年,由于过度捕捞,野生鱼数量锐减,价格不断看涨,越来越多人望而却步。
而今天,此种淡水鱼通过人工繁育,价格已经降到了之前的一半。越来越多的人可以品尝如此美味,育种技术的提升直接反应在了你我的餐桌之上。
为了进一步发展壮大“基因芯片技术—人工繁育苗种—养殖”的产业链,叶田田在工作之余会花大量时间阅读文献,“我们需要了解国际上最新的算法和发展,包括现在用人工智能去做基因组相关的内容,发展速度非常快,我们也必须跟进这些发展。”在她看来,人工智能对自然语言的处理,与人的对话这方面的发展已经非常领先,但对基因组还处于探索应用的方向。“基因组和人类语言差别是很大的,所以不能照搬来用,但我们希望利用大模型和人工智能,进行基因组算法的训练。”她说。
“好奇心强,想要探索未知,所以来搞科研嘛!”在叶田田看来,水产既是中国人餐桌上的“大菜”,其相关学科又是一片蓝海,未知大量存在,“如果有一天,我们能实现对基因功能的预测,用大模型就能判断出靶标与基因编辑酶结合、编辑的效率,以此更好、更快地筛选合适靶标就更好了。”根据她对智慧农业未来的描摹,不难读出这位年轻姑娘的元气热忱与满满期待。