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打破边界,华大以科研实力“圈粉”跨国工作科学家Miguel Esteban作者:

Miguel A. Esteban(米格尔·埃斯特班)是我国“973”项目第一位外裔首席科学家,自2008年正式加入中国科学院广州生物医药与健康研究院,至今已在中国从事科研工作14年时间。

Miguel主要从事干细胞、体细胞重编程等领域的研究,取得了诸多轰动性的突破。2018年,Miguel偶然认识了华大,随即开始与深圳华大生命科学研究院(以下简称“华大研究院”)建立长期科研合作关系。基于华大自主研发的单细胞测序技术、时空组学技术等,Miguel所在中科院团队与华大研究团队在细胞组学、细胞命运、基因表达调控等方面开展了多项目合作,包括体外诱导人类全能干细胞、非人灵长类单细胞图谱、肝脏再生等课题项目。

Miguel是时空组学联盟的主要成员之一,借此机会,我们有幸邀请Miguel作为采访嘉宾,向大家介绍他作为“跨国科研工作者”的经历、与华大结缘的故事等。


问:请问您最初为什么决定与华大合作?

Miguel4年前接触到华大研究院后,我立刻对华大正在开发的这些惊人的技术产生了兴趣。事实证明这些技术极大地帮助了我们实验室的研究,最近我们取得全新成果的三个项目就是很好的例子,但这不是全部,我相信接下来还会有更多的成果诞生。


【5月4日发布的时空组学联盟专题成果中,小鼠胚胎发育时空图谱相关成果在《细胞》(Cell)期刊发表,这也是首次在单细胞分辨率水平绘制小鼠器官发生时空转录图谱。】

问:作为小鼠胚胎发育时空图谱论文的共同通讯作者,可否请您介绍一下这项研究?

Miguel:这篇论文是我一生中最为自豪的科学作品之一。这是一个重大的发现,它将从根本上改变全球科研工作者做研究的方式。参与其中也需要付出极大的努力,我们整个团队在一起接连工作了好几个月。目前,联盟已经产生了一项非常先进的技术(Stereo-seq),比现在所有可用的技术都要先进得多。

小鼠胚胎发育作为这项研究的一部分,我们所做的就是描述了小鼠器官发育的整个过程。我们建立了一个全世界所有人都可以访问的信息数据库,通过这些数据,大家可以尝试理解哺乳动物是如何发育的。


【自2020年以来,中科院与华大等机构在非人灵长类单细胞研究方面进展可观,先后发表了一系列研究成果,包括构建非人灵长类新冠受体表达细胞图谱、大脑单细胞多组学图谱,以及今年4月在《自然》发布的首个非人灵长类动物全身器官细胞图谱等。】

问:国际上对非人灵长类动物的研究重视已久,请问您和团队进行的这项工作有什么特别之处?

Miguel:多年来,世界各地的科学家一直致力于在单细胞水平上研究非人类灵长类动物。但大家通常只是关注一些特定的组织,研究的细胞数量也是极其有限的。而我们和华大研究团队所做的是,我们生成了一个非常全面的图谱,这个图谱包含了40多个不同的组织,超100万个细胞。得益于此,我们才能真正整合器官内的所有细胞,并了解体内不同器官之间的连接方式。

问:发布非人灵长类动物全身器官细胞图谱之后,下一步研究的方向是什么?

Miguel:这次发布的细胞图谱,恰恰为我们下一步研究的开展奠定了基础。接下来,我们将研究扰动的影响,通过研究疾病如何扰乱器官内或组织内的系统细胞、它们之间的关系如何受到干扰,以及这些因素如何导致疾病等,以此了解疾病在非人类灵长类动物中诱发或自然发生的过程,这样我们就可以尝试了解同样或类似的事情在人类身上是如何发生的。

问:基因组学方面的哪些进步使这个项目成为可能?

Miguel:这主要得益于华大开发的单细胞建库平台DNBelab C4。如果没有这项技术,我们无法如此快速、系统、高质量地分析大量的细胞。没有它,这绝对不可能实现。


【今年3月,中科院与华大研究院等机构合作,成功将多能干细胞诱导为全能性的8细胞期胚胎样细胞,这是目前全球在体外培养的“最年轻”的人类细胞。相关研究成果发表于《自然》。】

问:您在干细胞领域取得过不少重要突破,请问这次的研究成果特别在哪?它能为人类健康带来什么影响?

Miguel:简单来说,我们打开了一扇窗户,能让世界各地的研究人员真正地理解人类早期胚胎发育的机制,探索生命起源的奥秘。对人类健康而言,这项突破对于未来实现人体器官的体外再生,解决器官短缺等问题都有着重大的意义。

问:华大的大规模单细胞测序技术如何促进干细胞研究和转化?

Miguel:传统上,人们一直在使用批量测量来分析细胞和组织的不同特征,但体内组织和体外培养物都具有很强的异质性,你无法了解正在发生的瞬态现象。通过单细胞测序技术,我们可以进行异质性解析,快速准确地得到具有潜能的细胞,从而开展下一步的研究。单细胞是研究生物现象复杂性的基础,目前这个领域正在蓬勃发展,新技术的出现让我们能够开展超大规模的单细胞研究,这也将加速再生医学等多个领域的发展。

问:在上述这些项目中,您所在的中科院团队与华大研究团队是如何进行具体合作的?

Miguel:我们会根据双方的优势在各个项目进行不同的分工,包括研究课题框架设计、科学实验等。这次的合作项目中,我的两位学生——李文娟和Abdul Mazid对促成研究发现起到了关键作用,华大研究院的刘龙奇、刘传宇在单细胞技术的使用及数据分析方面也必不可少。我想强调的是,这些成果是很多不同的人为了同一个方向聚在一起追求多年的结果,实验室的每一位学生和合作者都很重要。


作为跨国科研工作者,Miguel倡导并践行“科学无国界”的理念,深信科学可以把所有人团结在一起。多年来,他积极引进海外科研人才来华工作,先后培养了几十位优秀的中外青年科学家,并促成了一系列国际合作项目的顺利开展。

华大因人类基因组计划而诞生,自成立之初便带有“科学无国界”的基因,在科研合作的道路上,华大将充分发挥自身的技术优势,为科研工作者提供大平台、大数据,以大科学工程带来更多造福人类的生命科学突破。


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