田敬東：描繪未來科技的“上帝之手”

◎ 本刊記者 韓 羽

眾所周知，生物體的生、長、病、老、死等都與基因有關(guān)。但在1865年，奧地利人孟德爾揭示出遺傳學(xué)的分離規(guī)律和自由組合規(guī)律，首次告訴世人基因的存在前，人類都普遍地認(rèn)為世間萬物的生死存亡掌握在神明、上帝的手中。相比之下，把持著萬物生命規(guī)律的科學(xué)家，就仿佛有一雙“上帝之手”。在他們手里，誕生出無數(shù)對人類社會產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的發(fā)明。而我國合成生物學(xué)專家，田敬東教授，也正用自己的雙手描繪著未來科技的藍(lán)圖。

學(xué)成歸來，將科技帶回祖國

奧地利人孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律的145年后，2010年，又有一雙堅(jiān)毅的目光，跨越美國大洋彼岸，聚焦在中國天津。而這雙眼瞳的主人，就是致力于發(fā)展合成技術(shù)的田敬東教授。早年畢業(yè)于山東大學(xué)生化專業(yè)的田敬東，在素有“科學(xué)家搖籃”的美國留學(xué)時(shí)，就開始嘗試研發(fā)高通量、低成本的合成基因技術(shù)，并取得業(yè)界的支持，曾經(jīng)榮獲美國哈特維基金會生物醫(yī)學(xué)研究獎(jiǎng)和美國貝克曼基金會杰出青年科學(xué)家獎(jiǎng)。這次他成功入選中國科學(xué)院“百人計(jì)劃”人才，作為天津海外高層次人才引進(jìn)計(jì)劃的一名科技精英，響應(yīng)號召回國科研。

畢竟中美科技間的發(fā)展模式與起步階段有所不同，但田敬東教授依然選擇，返回熟悉的母親懷抱，夢想在祖國大地上，用自己勤勞的雙手和艱辛的汗水，種植澆灌出中國生物合成領(lǐng)域的獨(dú)樹一幟的科學(xué)之花。45年前，就在田敬東教授現(xiàn)在身處的中國科學(xué)院里，1965年，我國成功實(shí)現(xiàn)對世界上首個(gè)結(jié)晶牛胰島素的人工合成，為人類認(rèn)識生命、揭開世界奧秘邁出重大的一步。如今，擔(dān)任中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所研究員、合成基因組學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任的田敬東，穿越半個(gè)世紀(jì)的光陰，接過前輩們手中的接力棒，繼續(xù)在生化合成的科學(xué)征途上奔跑，越走越遠(yuǎn)，越爬越高。

田敬東慷慨地將自己在美國各大學(xué)院深造鉆研積累的學(xué)識和經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用在國內(nèi)的生物合成技術(shù)研究上。田敬東領(lǐng)導(dǎo)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出利用DNA 芯片高通量、低成本的合成基因技術(shù)，研制出第一代自動(dòng)化高通量基因合成儀，填補(bǔ)上世界自動(dòng)化基因合成的空白。田敬東的發(fā)明創(chuàng)新，還榮幸登上《Nature》《Nature Biotechnology》《Trends in Biotechnology》等世界一流的科學(xué)雜志，為合成生物學(xué)的發(fā)展奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

上帝之手，幫人類開啟未來

合成生物學(xué)是生物科學(xué)在21世紀(jì)伴隨基因技術(shù)革命的深入而分支出現(xiàn)的新穎學(xué)科。而掌握這項(xiàng)高端技術(shù)的科學(xué)家，就仿佛擁有一雙“上帝之手”，對生命體最基本的要素——DNA，進(jìn)行科學(xué)的重新組合加工，并讓它們服務(wù)人類的健康發(fā)展。從無到有，如同上帝造人，改變著世界。但由于高昂的科研成本和艱深的技術(shù)要求，而且研發(fā)需要的大部分核酸的堿基對數(shù)量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前最先進(jìn)的DNA合成儀能夠組合的最長核酸鏈堿基對數(shù)量，因此合成生物這項(xiàng)“地球救星”的學(xué)科，在發(fā)展過程中受到極大的限制。睿智的田敬東教授，渴望提高人類對基因科技的掌握利用，一心撲在對合成生物技術(shù)的研究上。

任何一項(xiàng)科學(xué)研究都不會是輕松和簡單的。達(dá)爾文用二十多年證明生物進(jìn)化論，愛因斯坦耗盡一生在研究和完善相對論。目前，國際上基因合成儀的研發(fā)尚處于初級階段?；蚝铣芍饕€是依靠落后的手工完成，成本昂貴，速度緩慢，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足迅猛發(fā)展的科技需要。田敬東和他領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過苦心鉆研，終于成功開發(fā)出真正意義上的高通量自動(dòng)基因儀。該儀器將寡核苷酸合成、擴(kuò)增和基因組裝等步驟集合到一塊微流芯片上，大幅度地提高基因合成的通量，降低成本，而且合成時(shí)間由過去的幾星期縮短到幾天。 這項(xiàng)發(fā)明將在很大程度上取代目前常用的分子克隆技術(shù)，為生命科學(xué)在研究方法上帶來一場全新的革命，對生物、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、能源、等領(lǐng)域，以及經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境等方面產(chǎn)生巨大的推動(dòng)和效益。

功成名就，依然任重道遠(yuǎn)

2011年5月，國家主席胡錦濤在考察天津時(shí)，也視察了田敬東所在的天津工業(yè)生物技術(shù)研究所。面對主席的關(guān)切詢問，田敬東自信地介紹了高通量芯片基因合成技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景，以及在科研和生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用。受到胡錦濤主席的贊揚(yáng)。

黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人的認(rèn)可與支持，讓田敬東更加堅(jiān)定進(jìn)一步深入科研的決心，并積極投身到各種繁重的工作。僅僅在國內(nèi)，他就又參與了兩項(xiàng)國家基礎(chǔ)科研項(xiàng)目“973計(jì)劃”；承擔(dān)了“DNA元件的合成和調(diào)控元件的表征與優(yōu)化”等科研任務(wù)。他還領(lǐng)導(dǎo)研發(fā)出高效蛋白表達(dá)優(yōu)化技術(shù)和配套工藝程序，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化被用于提高各種合成蛋白的表達(dá)效率和產(chǎn)量。截止目前，田敬東教授已經(jīng)在《Nature》《Nature Biotechnology》《PNAS》《Trends in Biotechnology》《Nature Protocols》等國際著名學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表論文20余篇，并被引用達(dá)500次。每一個(gè)項(xiàng)目，每一篇論文，田敬東都是費(fèi)盡心血完成的。

田敬東與時(shí)俱進(jìn)的高通量基因合成技術(shù)，使得原本深受限制的生物合成技術(shù)有望獲得更加長足的發(fā)展。盡管在高通基因合成技術(shù)的研發(fā)中，并不完全只是田敬東一人的付出，但如果沒有像他這樣在生物合成領(lǐng)域精益求精，關(guān)心祖國科研事業(yè)的海外專家，中國在高通量基因合成技術(shù)的研制上，要想取得成功，或許還要走很多彎路。盡管科學(xué)家在合成生物學(xué)方面的各項(xiàng)研究和實(shí)驗(yàn)依然處于初級階段，田敬東教授在生物合成技術(shù)的科研征途還有很漫長的路要走，但相信在像田敬東這樣耐得住寂寞、嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)的科學(xué)家的堅(jiān)持科研下，中國科技的前景無疑將十分廣闊，人們未來的生活定將更加便利，更加美好。