基因“全职猎人”叶田田科研团队攻破卡脖子技术
杭州网 发布时间：2024-03-22 07:55
落实全国两会精神·寻找新质生产力青年 开启全面深化改革的春天
摄影 陈中秋 制图 李前芳
“叶子的‘叶’，田野的‘田’，两个‘田’都是。”
叶田田的自我介绍很简短。契合大众对于理科生的一般想象，她留着一头短发，穿着格子衫，脸上时常露出腼腆、温和的微笑。
她说，自己的工作很简单，基本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。
正如她的名字所携带的意象，这些单调、重复的数据又生长出无限的生命力，编织着生命的“基因密码”。
2022年6月14日，浙江第十家省实验室湘湖实验室在杭州萧山成立。一年后，叶田田从美国学成归来，加入了湘湖实验室淡水水产核心种源创制团队。她说，自己想为家乡的水产行业和国内的生物基因工作，开发、验证好的工具和方法。
“90后”科研团队攻破卡脖子技术
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。
谈到叶田田，他不吝赞美：“她很厉害！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。我们很需要这样的人才！”
加州大学河滨分校，位于南加州的洛杉矶以东，以杰出的农学研究闻名全球。在读博期间，叶田田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、酵母等。
不过，她最想要“捕猎”的基因之一，藏在老家湖州的罗氏沼虾里。带着“能不能回国做点事”的想法，去年7月她回到国内。就在她拿到湘湖实验室聘书的一周后，谷歌向她抛来了橄榄枝。
和叶田田差不多时间加入湘湖实验室的还有一批90后科研人才。“团队包含1名科研骨干，3名优秀青年，5名博士后，靠他们挑大梁。”顾志敏说。
除了和数据打交道，担任副研究员的叶田田，博士后揭育鹍负责采集样本，对罗氏沼虾进行抗病研究；副研究员严军军负责基因编辑，刘翠专攻饲料营养。
“他们的研究方向涉及整个产业链，意味着新品种出来以后，马上就可以应用。” 顾志敏介绍，这个团队研发出的罗氏沼虾、红鳌鳌虾等两种液相基因芯片，在全球范围内都属首次，也顺道打破了国外卡脖子的技术，“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”。
在数以亿计的碱基对里解开“基因密码”
生物的性状主要是由基因决定的，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。最被大家熟知的，是1990年开启的人类基因组计划。
鱼类、虾类也是如此。水产品的育种，关键在基因。只不过，基因测序还只是“第一步”。罗氏沼虾有30多亿碱基对，鳜鱼有7亿多碱基对。从大量基因中初步筛选出来的相关性基因，依旧是个不小的数字，如何进行进一步精准定位？
这就轮到叶田田出场了。她的日常工作就是建立数据模型，用计算机进一步解开一段段“基因密码”，将相关性基因准确地挖掘、定位出来。
“我们通过建立数据模型，进行基因检测分析。比如说，通过分析，我们检测到长得高大的个体中，有几个基因出现频率比较高，就可以认为这几个基因跟生长性能相关。”她说。
精准定位特定基因后，就可以根据育种目标，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。
说起来似乎比较简单，但想要精准捕捉到特定基因通常要花费数以月计甚至年计的时间。“难点在于水产基因组的重复序列相对较多，尤其是虾类，一整套基因组上可能有很多片段是重复的，对于测序拼装会有很大的挑战和困难。”叶田田说。
即便如此，这种被称为“全基因育种”的方式正在取代周期更长，不确定性更强的传统育种。就好像用“高铁”逐步取代“蒸汽机”。
因此，像叶田田这样能掌握基因挖掘精准定位技术的人才，无论是在水产领域还是其他养殖领域，都非常欠缺。
来源：都市快报 作者：记者 邵婷 编辑：郑海云
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