莫日根：探索生命之源

本刊記者 宋 潔

莫日根：探索生命之源

本刊記者 宋 潔

在實(shí)驗(yàn)室

專(zhuān)家簡(jiǎn)介：

莫日根，內(nèi)蒙古大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院院長(zhǎng)、教授、博士研究生導(dǎo)師。2005年畢業(yè)于挪威奧斯陸大學(xué)醫(yī)學(xué)院分子生物學(xué)專(zhuān)業(yè)，獲博士學(xué)位。之后在挪威腫瘤醫(yī)院癌癥研究所做博士后研究。2009年10月回國(guó)，兼任內(nèi)蒙古遺傳學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、中國(guó)遺傳學(xué)會(huì)微生物專(zhuān)業(yè)委員會(huì)委員、中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)會(huì)理事，《高校生物學(xué)教學(xué)研究（電子版）》《中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報(bào)》《中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào)》編委。

根據(jù)2006年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，人體細(xì)胞有165種蛋白質(zhì)參與DNA復(fù)制，38種疾病與DNA復(fù)制差錯(cuò)有關(guān)。最近美國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)干擾DNA復(fù)制起始負(fù)調(diào)控蛋白質(zhì)Geminin的表達(dá)會(huì)選擇性地抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)。這對(duì)開(kāi)發(fā)和發(fā)展抗癌藥物意義重大。

“DNA復(fù)制是個(gè)嚴(yán)格控制的細(xì)胞過(guò)程，與細(xì)胞周期的其它環(huán)節(jié)密切協(xié)調(diào)。準(zhǔn)確的DNA復(fù)制可以使子細(xì)胞得到完整的遺傳物質(zhì)，以此將遺傳信息從親代準(zhǔn)確的傳給子代。若DNA復(fù)制出現(xiàn)差錯(cuò)或異常，將會(huì)降低基因組穩(wěn)定性，并由此可能引發(fā)細(xì)胞癌變或發(fā)育缺陷?！蹦崭f(shuō)。在生命科學(xué)研究之旅上走過(guò)30余年，他已經(jīng)形成了一個(gè)成熟的研究體系，但其人其事，只有在這一個(gè)短暫的采訪中得以一窺。

挪威的科研之旅

1980年，莫日根以?xún)?nèi)蒙古通遼市庫(kù)倫第一中學(xué)第一名的成績(jī)，考入內(nèi)蒙古大學(xué)植物學(xué)專(zhuān)業(yè)，在這里，他開(kāi)始了“生物之旅”。“當(dāng)時(shí)我上的漢文班，因?yàn)橹霸趯W(xué)校都是蒙文授課，所以剛開(kāi)始的時(shí)候聽(tīng)課很吃力，不過(guò)經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)后，語(yǔ)言上的困難也就慢慢被克服了?！蹦崭f(shuō)。1989年，他研究生畢業(yè)留校，任植物學(xué)講師，之后兩次赴海外求學(xué)。

“第一次是1994年，我得到了國(guó)家教育部資助，赴印度尼赫魯大學(xué)訪問(wèn)學(xué)習(xí)，一年之后回國(guó)?！被貒?guó)后的莫日根在事業(yè)上有了進(jìn)一步的發(fā)展，幾年中，他先后被晉升為內(nèi)蒙古大學(xué)生物學(xué)系副主任、主任，也評(píng)上了副教授。直到2000年，他又得到挪威奧斯陸大學(xué)資助，開(kāi)始了第二次海外留學(xué)。這一次，他在拿到分子生物學(xué)專(zhuān)業(yè)博士學(xué)位之后，選擇到挪威腫瘤醫(yī)院癌癥研究所做博士后研究。

“那時(shí)，我主要研究原核細(xì)胞DNA復(fù)制調(diào)控的分子機(jī)理?！睆?fù)制叉組織結(jié)構(gòu)就是莫日根當(dāng)時(shí)開(kāi)展的一個(gè)研究點(diǎn)。“復(fù)制叉是在染色體復(fù)制起始時(shí)產(chǎn)生的，它會(huì)沿著染色體DNA不停地推進(jìn)，并以DNA舊鏈為模板產(chǎn)生新的DNA鏈。我們的研究聚焦在復(fù)制過(guò)程中復(fù)制叉組織結(jié)構(gòu)及其功能。”他說(shuō)。

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，莫日根系統(tǒng)闡述了復(fù)制叉組織結(jié)構(gòu)與復(fù)制樣式之間的相互關(guān)系，同時(shí)發(fā)現(xiàn)快速?gòu)?fù)制會(huì)導(dǎo)致復(fù)制叉之間的相互分離和高頻自發(fā)突變?！拔覀儼l(fā)現(xiàn)復(fù)制叉組織結(jié)構(gòu)是一個(gè)有目的的、嚴(yán)格調(diào)控的細(xì)胞過(guò)程，如果這個(gè)過(guò)程缺失，基因組就會(huì)不穩(wěn)定，基因就會(huì)發(fā)生突變?！?/p>

這種通過(guò)不斷探索取得新發(fā)現(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)，令莫日根感受到科研帶來(lái)的快樂(lè)。他再接再厲，首次證明datA序列的刪除會(huì)導(dǎo)致抗利福平復(fù)制起始。

“datA是一個(gè)DNA片段，對(duì)復(fù)制起始蛋白DnaA有很高的親和性，可以結(jié)合大量的DnaA蛋白。我們發(fā)現(xiàn)多拷貝額外datA會(huì)引發(fā)SOS應(yīng)急反應(yīng)?！蹦崭f(shuō)，所謂的“SOS”是指DNA受到損傷之后，細(xì)胞發(fā)出“求救”信號(hào)的應(yīng)急反應(yīng)。他進(jìn)一步解釋道：“當(dāng)復(fù)制起始蛋白DnaA結(jié)合到datA序列上，細(xì)胞里面自由的DnaA蛋白就少了，結(jié)果會(huì)引起復(fù)制起始的遲緩。當(dāng)大量DnaA蛋白結(jié)合到datA序列時(shí)，在細(xì)胞里面自由DnaA量會(huì)非常低，這就會(huì)發(fā)出‘求救’信號(hào)而引發(fā)SOS應(yīng)急反應(yīng)?！?/p>

時(shí)光荏苒，在挪威，莫日根積累了豐富的科研閱歷。2002年和2003年，他被選為“挪威奧斯陸大學(xué)中國(guó)留學(xué)生和學(xué)者聯(lián)誼會(huì)”主席，創(chuàng)建該聯(lián)誼會(huì)網(wǎng)站、起草并制定聯(lián)誼會(huì)章程；2005年創(chuàng)建“中國(guó)旅挪生物醫(yī)學(xué)學(xué)會(huì)”，起草學(xué)會(huì)章程，任秘書(shū)長(zhǎng)。然而，時(shí)日越久，他越是心心念念“不如歸去”。

新的榮光

2009年，莫日根以高層次人才身份被引進(jìn)到內(nèi)蒙古大學(xué)，并被選為內(nèi)蒙古黨委組織部“草原英才”。

在這里，他迅速打開(kāi)了局面，憑借學(xué)校支持，莫日根建立了“DNA復(fù)制生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室”?！拔覀儗?shí)驗(yàn)室主要從事DNA復(fù)制調(diào)控分子機(jī)理、基因表達(dá)、代謝和細(xì)胞周期以及癌細(xì)胞DNA復(fù)制調(diào)控和基因組穩(wěn)定性等方面的研究?！?/p>

“基礎(chǔ)研究成果不會(huì)在第一時(shí)間體現(xiàn)它的價(jià)值，但卻是必不可少、至關(guān)重要的，因?yàn)樗歉！北M管基礎(chǔ)研究看起來(lái)有些“吃力不討好”，莫日根還是堅(jiān)持這才是科技發(fā)展的原動(dòng)力。但在他的定位中，也希望通過(guò)科研途徑，解決實(shí)際問(wèn)題。為此，他組織創(chuàng)建起細(xì)胞分子工程技術(shù)研究平臺(tái)，開(kāi)展細(xì)胞分子工程技術(shù)的研發(fā)，重點(diǎn)研究腫瘤早期分子診斷技術(shù)、抗腫瘤蒙藥的開(kāi)發(fā)、干細(xì)胞的臨床應(yīng)用技術(shù)以及酶制劑開(kāi)發(fā)等。該平臺(tái)在2015年入選了內(nèi)蒙古自治區(qū)工程技術(shù)研究中心，成為“內(nèi)蒙古自治區(qū)細(xì)胞分子工程技術(shù)研究中心”。

至今，莫日根已經(jīng)主持國(guó)家自然基金項(xiàng)目4項(xiàng)，內(nèi)蒙古自然基金重大基礎(chǔ)研究開(kāi)放項(xiàng)目和重點(diǎn)項(xiàng)目各1項(xiàng)，他組建并負(fù)責(zé)的“細(xì)胞的分子調(diào)控”團(tuán)隊(duì)入選內(nèi)蒙古高等學(xué)校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目。通過(guò)不斷耕耘，莫日根創(chuàng)造了數(shù)個(gè)“閃亮”的成果。

“對(duì)于大腸桿菌的研究是比較透徹的，它有4000多個(gè)基因，然而其中200多個(gè)基因的功能還不是很清楚，我回國(guó)以后檢測(cè)了其中的幾十個(gè)基因，發(fā)現(xiàn)AspC缺失會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生影響，于是對(duì)其開(kāi)展了進(jìn)一步的研究。”

莫日根所說(shuō)的AspC是一種天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶，主要負(fù)責(zé)細(xì)胞內(nèi)天冬氨酸的合成。一旦AspC缺失后，DNA復(fù)制起始就會(huì)延遲，細(xì)胞生長(zhǎng)速度就會(huì)減緩，細(xì)胞也會(huì)變小。他發(fā)現(xiàn)，在AspC基因缺失突變體中質(zhì)粒表達(dá)AspC蛋白，能夠使其缺陷表型得以恢復(fù)。這些現(xiàn)象令莫日根著迷，他很快沉醉于進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，最終通過(guò)實(shí)驗(yàn)所得到的“證據(jù)”，闡述了由AspC介導(dǎo)的天冬氨酸代謝對(duì)細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)作用。

在兢兢業(yè)業(yè)的科研工作中，莫日根還發(fā)現(xiàn)了DnaA通過(guò)干擾DNA甲基化來(lái)使新產(chǎn)生復(fù)制原點(diǎn)失活，從而揭示了DnaA蛋白與RNA聚合酶相互作用并以此使RNA聚合酶對(duì)利福平產(chǎn)生抗性；發(fā)現(xiàn)了滑行夾的G157C突變，也就是DnaNG157C突變蛋白能夠特異性影響復(fù)制起始……而這每一個(gè)發(fā)現(xiàn)，都為他新的事業(yè)征程鋪下了一磚一石。

夢(mèng)在就要努力

2010年，莫日根被認(rèn)命為內(nèi)蒙古大學(xué)生命科學(xué)院副院長(zhǎng)。向來(lái)堅(jiān)持教學(xué)和科研并重的他，更加重視學(xué)生的個(gè)性化培養(yǎng)。

“我們過(guò)去培養(yǎng)人才的模式，對(duì)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展重視不夠，這對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新培養(yǎng)是不利的?！痹谀崭膸ьI(lǐng)下，學(xué)院各專(zhuān)業(yè)選修課占比已經(jīng)達(dá)到了30%左右，而在他的心中，50%才是目標(biāo)?！拔覀儠?huì)設(shè)置一個(gè)大的教學(xué)框架，在這個(gè)框架下，讓學(xué)生盡量能夠自由的選擇自己想學(xué)的課程，興趣是最好的老師?！?/p>

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是莫日根的另一個(gè)關(guān)注點(diǎn)。以國(guó)家級(jí)生命科學(xué)本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心為依托，莫日根創(chuàng)建了數(shù)個(gè)綜合研究型實(shí)驗(yàn)課程，搭建基礎(chǔ)型、綜合研究型和個(gè)性化創(chuàng)新型三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)體系?！拔覀兊膶?shí)驗(yàn)課程設(shè)置是比較先進(jìn)的，在注重實(shí)效性的同時(shí)，也兼顧趣味性，例如在遺傳學(xué)的實(shí)驗(yàn)課上，我們會(huì)讓學(xué)生拿自己的唾液作模版來(lái)分析自己的基因?！?/p>

身為師者，莫日根能夠用流利的蒙古語(yǔ)、漢語(yǔ)和英語(yǔ)進(jìn)行教學(xué)。目前，他正同時(shí)給本科生、碩士研究生、博士研究生授課。這些“實(shí)戰(zhàn)”積累下來(lái)，他已經(jīng)發(fā)表了16篇教學(xué)研究論文，闡述生物技術(shù)超大實(shí)驗(yàn)的架構(gòu)、倡導(dǎo)科學(xué)史引導(dǎo)的教學(xué)模式，提出了一系列獨(dú)到見(jiàn)解和看法，于2013獲內(nèi)蒙古大學(xué)教學(xué)成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，2014年獲內(nèi)蒙古自治區(qū)教學(xué)成果獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。

現(xiàn)在，莫日根的生活除了必要的休息，基本都是在工作，“我目前正努力為學(xué)院搭建一個(gè)更好的、良性運(yùn)行的教學(xué)科研平臺(tái)。盡管作為院長(zhǎng)行政工作比較繁重，但是我仍然會(huì)努力把科研工作做好，這是因?yàn)槲疫€有個(gè)科研夢(mèng)，夢(mèng)在，就要努力！”