复旦上医徐彦辉团队：打开基因转录“黑匣子” 探寻生命中心法则
科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力。国家科技创新力的根本源泉在于人。为全面深入贯彻全国和上海市教育大会精神，聚焦建设“五个中心”和高水平人才高地重要使命，深入推进教育科技人才一体发展，市教卫工作党委、市教委认真实施“东方英才计划”，为加强战略人才自主培养提供强有力的智力支撑和人才保障。
2024年，全市教卫系统遴选推荐13个高水平人才团队入选“东方英才计划”团队项目，以服务国家和上海重大战略需求和解决“卡脖子”关键技术为己任，教书育人、创新创业、砥砺奉献。日前，上海市教委政务微信“上海教育”推出教卫系统“东方英才”优秀事迹，报道了2024年“东方英才计划”团队项目、复旦大学上海医学院徐彦辉团队探索生命科学中心法则、勇攀科学高峰的故事。
三年内连续在《科学》（Science）杂志发表6篇研究论文，直击生命科学中心法则的核心。近年来，复旦大学上海医学院徐彦辉团队深耕基因转录领域研究，揭示了转录多个过程的分子机制，逐步打开转录过程的“黑匣子”，团队成果得到国内外同行高度评价，被认为是分子生物学领域的重大突破性进展。2022年，团队负责人复旦大学附属肿瘤医院、生物医学研究院双聘研究员徐彦辉入选首批“新基石研究员项目”。2024年12月，团队入选上海市东方英才计划团队项目。在徐彦辉看来，科研是一项长期主义的事业，团队永远在探索未知世界的路上，通过研究揭示生命的复杂和精妙。
科研创新揭示转录过程分子机制
生命的遗传物质是DNA，DNA可以通过转录形成RNA，RNA通过翻译的过程合成蛋白质。转录是生命科学中心法则的核心，是基本和复杂的细胞内生命活动。这一过程不仅对细胞的生长和发育至关重要，同时也对生物体对外界环境的适应起着决定性作用。
长期以来，这一过程一直蒙着神秘面纱，徐彦辉团队要做的，正是打开这个“黑匣子”，通过分子层面的研究了解生命体发育与器官发育的底层逻辑，从而对生命和疾病有更深层次的了解。
转录是一个快速的动态过程，稍纵即逝，要将刹那定格为永恒并非易事。团队经过反复试验，设计了一系列的转录模板，可以控制RNA聚合酶II停在转录最初17个碱基时的任意一个碱基位置，好比让连贯的场景变成一帧帧定格画面，通过捕捉每一帧画面，串联成一部动态“电影”。这部“电影”首次描绘出了连续的转录起始动态全过程，揭示完整转录起始过程及其分子机制。该成果于2023年12月22日发表于《科学》杂志。
近年来，团队建立体外重构转录起始超大复合物方法，结合生物化学和结构生物学分析，“拍摄”转录机器工作中的关键环节，通过连接这些三维图景重现转录起始的基本过程。研究工作揭示了转录起始复合物的启动子识别、分步组装、转录激活、染色质对转录起始复合物组织和激活等多个过程的分子机制。
十年磨一剑带领团队共同成长
“当我们想进入到这个领域的时候，我们也可以走简单的路，但是我们希望从根本上去回答这个问题，用最复杂的完整的复合物去开展研究。”徐彦辉表示。
转录起始调控示意图。黄色数字标注是徐彦辉团队过去几年来在转录起始方向取得的代表性成果。
事实上，十年前，徐彦辉选择转录这个研究方向时并不被看好，甚至还遭到“劝退”，因为当时学界相关领域的研究成果几乎被国外几个实验室所主导。“说实话，我也不知道到底能不能做出成果，但我明确的是，我想比之前做得更好一些，能够解决一些更为重要的科学问题。”徐彦辉坦言，在科研上，自己就是这样一个“任性”的人，相比可能遭遇的困难，他更关注研究本身的价值。
如今，十年磨一剑，团队接连涌现的研究成果已经达到甚至一定程度超越国际顶尖实验室。在共攀高峰的过程中，“主动拥抱挑战，不墨守成规”已经渐渐成为团队成员的科研共识，“很多情况下，实验的失败是常态，但我们仍要一步步脚踏实地去探索、去尝试，至于结果，就是努力过后的水到渠成。”徐彦辉表示。
徐彦辉的大部分时间都泡在实验室，与团队的师生一起跟进实验结果，头脑风暴研究方案。学生的独立思考能力是徐彦辉十分看重的，哪怕是一个简单的实验，徐彦辉也不会直接告诉学生应该怎么做，而是和他们分享交流自己对于解决一个科学问题的思考过程，从而帮助学生形成自己的思考模式。
如今，团队中不少青年学者已逐渐从科研新手成长为能够独当一面的优秀科研工作者。团队成员、复旦大学生命科学学院青年研究员陈曦子2022年入选中国科协第七届“青年人才托举工程”。
推进技术突破探索未知世界
团队的前沿成果也逐渐显现溢出效应。在团队讲授的分子生物学课堂上，团队成员与医学生们分享最新的科研成果以及背后的故事，引导医学生们关注和思考前沿问题。团队也正在参与教育部“101计划”教材编制，将最新进展、前沿内容写进教科书。
谈及下一步的科研打算，徐彦辉表示，团队正在努力推进新的技术突破。“随着技术的逐步进步，我们研究的体系就可以越来越复杂”。在最新发表的《科学》论文成果前期研究过程中，为了获得高分辨率结构数据，团队利用复旦大学上海医学院平台300kV冷冻电镜采集了约110天，共58万张照片数据，为成果的诞生提供了关键的支持。
“现在兴起的AI4S(AI for Science)肯定也会对我们的研究技术革新有所帮助。”徐彦辉表示，人工智能时代，更好的工具可以促使科学家去挑战更高难度的科学问题，而科学家要做的，是那些人工智能替代不了的事。“我们都是站在几十年生化和结构研究基础上，才能得到现在的一些发现。我们对于生命的分子事件的理解还远远没有达到真实的程度，还有很多未知的东西需要我们去探索。”
本文链接：http://knowith.com/news-3-2138.html复旦上医徐彦辉团队：打开基因转录“黑匣子” 探寻生命中心法则
声明：本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
