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小白鼠隐含
大秘密
在滨临长江的南京浦口高新技术开发区内,有一个占地100亩、以小白鼠研究闻名遐迩的研究机构――南京大学模式动物研究所。
就是在这里,在南大的这一“学科特区”,科技部、教育部、江苏省科技厅于日前召开了“资源库项目领导小组会议暨技术委员会年会”,并在会上发布消息:通过近三年的建设,“国家遗传工程小鼠资源库”这一在科技部“十五”科技攻关重点项目支持下建立的重大科技攻关项目,已初显成效。
一个国家科技攻关项目以小白鼠为主要研究对象,那么小白鼠里究竟隐含着多大的秘密?在世纪之交,科学家们完成对人类基因组计划研究后,国际生命科学研究的重心已从分子和基因水平扩大到对整体动物的功能性分析及其在临床上的应用。而模式动物,为大众所知道的几种动物包括果蝇、线虫、斑马鱼、小鼠等成为最主要的研究对象。
长江计划特聘教授、模式动物研究所所长高翔博士介绍说,科学家对小鼠的研究已有100多年的历史,小鼠和人类同属于哺乳类动物,也是生物学性质最为清楚的哺乳类动物,小鼠的基因组和人类具有90%以上的同源性。由于大多数人类疾病的研究,特别是遗传疾病的研究,不可能直接以人作为实验材料,而通过小鼠来承载这样的试验就成为一种最佳选择。因此通过基因组改造建立的遗传工程小鼠模型已成为科学研究中最常用的动物模型。目前国内的遗传工程小鼠资源非常稀缺,而进口价格又非常昂贵,建立我国自己的遗传工程小鼠资源库势在必行。
2001年11月,这一科技部第一个国家“十五规划”科技攻关重点项目开始启动,首期建设经费5000万元。2002年12月,南京大学在“国家遗传工程小鼠资源库的建立”的基础上成立新的“学科特区”――“南京大学模式动物研究所”。该所以遗传学与功能基因组学为主要学科发展方向,通过引进遗传学和功能基因组学等领域优秀人才,加强与国际、国内优秀研�下转第五版�
�上接第一版�究群体的合作,大力发展遗传学和功能基因组学的研究和学科建设,最终创建成集科技资源服务平台、科学研究和人才培养为一体的国家级基地,充分发挥对我国相关生物医学领域发展的辐射作用。
精耕田初结大果实
在南大“学科特区”这块沃土上,“模式动物研究所”成立伊始就坚持精兵作战。目前,全所拥有一流的青年科学工作者17人,拥有教授职称的10人,副教授职称的1人,兼职教授6人。其中“长江学者奖励计划”特聘教授2人,杰出青年科学基金获得者5人。一年多来,在SCI上发表论文近20篇,在相关学术领域,成果达到国际先进水平。
在全体成员的努力下,“模式动物研究所”的学科建设表现出勃勃生机。研究所现有遗传学、生物信息学两个博士点,拥有高翔博士实验室、赵庆顺博士实验室、朱敏生博士实验室、开放实验室等6个独立实验室。这些实验室在管理上是独立的,但是在科研上却是紧密关联与全面协作的。近两年来,研究所主持了许多国家、省部级重大项目:有投入高达5000万的科技部“十五”攻关项目“国家遗传工程小鼠资源的建立”,有“863”项目“高通量筛选ENU右边诱变小鼠的疾病动物模型”,有科技部海外杰出青年基金,有科技部专项基金“小鼠遗传资源数据库的建立”等8项国家和部省级项目。
早在2003年1月底,“模式动物研究所”还设立了225万元的开放课题基金,与京、沪、渝等地的高校和科研院所联合开展遗传工程小鼠研究,着力于构建和繁育众多品系的遗传工程小鼠。此外,资源库更是积极推动中、日、韩三国遗传工程小鼠资源库的合作,组建遗传工程小鼠的共享联合体,共同开发研究项目,搭建与国际实现动物资源交流与合作的平台。
辛勤的汗水带来了令人欣慰的收获,“模式动物研究所”在2003年度取得了具有重大影响的技术研究成果:运用ENU诱变和筛选技术建立一种“人类生殖不育模型”。
长期以来,节育技术和治疗不育一直是人类自身繁衍过程中面对的难题。在国家863项目的支持下,“模式动物研究所”所属的项目组于2003年率先在国内开展了相关基因组改造和功能筛选工作。在对上万小鼠进行了功能筛选后,发现其中两个突变纯合子小鼠品系表现出明显的生殖不育表型,组织学切片证明雄性小鼠精巢没有成熟精子存在,而且雌性小鼠卵巢也没有成熟卵泡,这和人类生殖不育情况非常相似。在通过小鼠回交实验和微卫星染色体定位技术处理后,项目组将该突变定位于5号染色体,并通过cDNA克隆技术和测序,证明c-kit基因的蛋白激酶活性位点发生了点突变是导致上述表型的原因,这一突变目前国际尚无报道。“人类生殖不育的遗传性动物模型”的建立,为研究生殖细胞的迁移和分化提供了新材料,并有望对筛选新型生殖不育和计划生育相关药物等应用领域产生较大推动作用。
目前,资源库已成功繁育110多个品系的遗传工程小鼠品系和近交系品系,繁育着总计近3万只的小鼠。这些小鼠品系中包括糖尿病、肥胖症、白内障、肢体残废、发育缺陷、心血管系统障碍、自身免疫缺陷、神经系统病变(白内障、听力障碍、学习记忆缺陷等)、骨质疏松、肢体残废、肿瘤等多种人类疾病的动物模型。而且,已经完全具备提供构建转基因小鼠并提供相关的技术服务、构建干细胞嵌合小鼠或基因剔除小鼠、转基因及基因剔除理论及技术培训、进行药物筛选和药效研究等相关科技服务。
令人兴奋的是,“模式动物研究所”已开始为国内多家单位提供遗传工程小鼠及相关技术服务。从资源库引进相关品系的单位达20余家,其中包括中科院、上海肿瘤所、复旦大学、浙江大学、清华大学、鼓楼医院等。
新思路走出新天地
建立“学科特区”,是加速建设一批世界前沿学科、创建世界一流大学的创新之举。1999年12月,南京大学成建制引入具有国际高水平水准的美国哈佛大学分子医学实验室,并建立了第一个学科特区――分子医学研究所。随后,南京大学地球系统科学研究所、理论与计算化学研究所这两个“学科特区”先后挂牌。2003年10月,美国麻省理工学院首席教授田刚担纲“南京大学现代数学研究所”所长。至此,南京大学通过“985工程”建设,先后建成5个紧跟世界前沿的学科特区。
在“学科特区”里,就是要让科研的行家管科研。身为一流科学家的研究所负责人拥有充分的管理自主权。他根据实际工作需要确定人员的规模和研究人员的数量;他自行招聘各类人员并实施严格的聘任制度和工资奖励制度。“学科特区”中有常年在校的“固定教授”,也有“候鸟式”的兼职教授。众多海外学者们,往往视课题需要,奔波于国内国外,以保证对国际前沿学科的追踪。
有力的资金投入以及学校的全方位扶持,是“学科特区”快速成长的重要保障。四年来,南大对这几个“学科特区”的投入近亿元。学校众多的国家重点实验室对“特区”优先开放,众多强大的学科群也全力提供支撑。
这些特区先后承担了国家自然科学基金、国家杰出青年基金等多项任务,在科技攻关上屡有突破。最近,分子医学研究所主持的肺栓塞治疗研究获得重大进展,其研究成果已作为“快速通道”论文发表在最新一期国际心血管学顶级核心期刊《循环》(《Circulation》)上。
五月榴花照眼明,枝间时见子初成。南京大学的学科特区以“学科新、效益高、机制活”的特征,在“引入式”的鲶鱼效应下,引发了与校内相关国家重点学科、国家重点实验室以及诸多传统学科之间的互动。这种互为支撑的呼应,激活了南京大学追赶世界先进学科、创建世界一流大学的活力与潜能。
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