黃志偉：給基因編輯系統裝上“安全閥”

　　黃志偉，生于 1979 年 5 月，系哈爾濱工業大學生命科學與技術學院院長。他長期從事免疫與感染疾病方向的基礎研究，包括艾滋病病毒與人的蛋白復合物結構與功能研究、細菌適應性免疫系統的分子機制等。

　　“7-11”——所有認識黃志偉的人都知道，多少年來，他都堅持著這樣的生活，即從早 7 點工作到晚 11 點。

　　即便忙到“7-11”的程度，這位哈爾濱工業大學生命科學與技術學院教授還是覺得“時間不夠用”。“快節奏”是同事和學生對這位教授一致的印象。不久前，在《自然》上發表論文的喜訊，也沒讓他慢下來。

　　“第一個問題是什么？”這不，還不等記者發問，他已經要開始“搶答”了。

　　這是個跨界“玩家”

　　在黃志偉團隊實驗室的桌子上，堆滿了幾十本《自然》《科學》《細胞》雜志，黃志偉堅持每天抽時間看文獻，國際頂尖學術雜志更是每期必看。

　　這位“7-11”教授，本科讀的是化學工程與工藝專業。大學老師的一句“你對有機化學感興趣，對生命化學會更感興趣”，讓他敲開了生物的門。本科期間，黃志偉便開始自學細胞生物學、遺傳學、生物學等相關知識。研究生和博士后階段又先后從事生命科學的結構與功能、免疫與感染方向研究。

　　“越強調應用，科研越做不下去，做科研不能太功利。”黃志偉及其團隊從事的是基礎研究，或許就源自他對生命科學的純粹。

　　2014 年 1 月，黃志偉團隊揭示了艾滋病病毒毒力因子（Vif）結構，所寫論文《艾滋病病毒 Vif“劫持”人 CBF-β和 CUL5 E3 連接酶復合物的分子機制》在線發表于《自然》。

　　知己知彼，百戰不殆。在黃志偉看來，要想殲滅“敵人”——艾滋病病毒，首先要摸清它的“底細”。

　　該項研究闡明了 Vif 如何“劫持”免疫細胞的分子機制，為研制抗艾滋病藥物提供了結構基礎。“該成果發表后，很多艾滋病患者打電話來詢問，像抓到了救命稻草。”黃志偉回憶道。

　　而這一年，距他從零開始，組建哈工大結構分子生物學與天然免疫信號轉導研究室，還不足兩年。

　　耳邊傳來實驗儀器的轟鳴，望著滿屋子的瓶瓶罐罐和大型試驗設備，黃志偉感慨道：“我是從一張桌子，一個試管開始，一點一點將空屋子填滿的。”

　　艾滋病病毒毒力因子的三維結構到底是什么樣的？這是困擾業界 30 多年的問題。而僅用一年多的時間，這支 15 人的隊伍就突破了這一研究瓶頸。黃志偉告訴科技日報記者，一個實驗有無數個步驟，每一步都會遇到不同的問題，任何一步判斷錯了，都可能與成功失之交臂。

　　按黃志偉的說法，他從不考慮他研究的方向有多少人在做，又有多少人沒做出來。“這些都會影響判斷，好的科研都不是計劃出來的。”這位操著南方口音的跨界“玩家”，帶著一顆童心，瀟灑地在世界級的舞臺上叱咤風云。

　　不當“甩手掌柜”

　　在他辦公室的墻上，粘著一沓卷角兒的粉紅色便利貼。“做科研和在公司朝九晚五不同，每天早上來到實驗室都會有新的期待。”黃志偉在家的時間與在實驗室相比只是個零頭，按他的話說，好習慣想要改變也很難。

　　科研工作者就像運動員一樣，職業黃金時間短暫。而進入狀態的黃志偉無疑步入了“正循環”。

　　2016 年 4 月，他的團隊揭示出 Cpf1（Cpf1 是一類 CRISPR 細菌免疫系統的效應蛋白，現被用作新型基因編輯工具）的工作機理，該研究論文《CRISPR-Cpf1 結合 crRNA 的復合物晶體結構》在線發表于《自然》。

　　科學家目前已初步了解，某些疾病的出現是由于 DNA 序列出現了問題。但如何精確地改變和操控這類 DNA，人類還只能“攤手”。

　　這類致病 DNA 也正是誘發癌癥、艾滋病等疾病的“元兇”，而 CRISPR-Cpf1 則可修復這些“出了問題”的 DNA，但 CRISPR-Cpf1 的分子機制一直無法揭示。

　　此次，黃志偉團隊破譯 CRISPR-Cpf1 的運行機制，對認識細菌如何通過 CRISPR-Cpf1 系統抵抗病毒入侵的分子機理具有十分重要的科學意義，而且為進一步改造 Cpf1 系統，使之為全新的基因編輯系統提供了結構基礎，離戰勝癌癥和艾滋病等疾病更近了一步。

　　黃志偉生動地將 Cpf1 基因編輯系統比作“基因剪刀手”，這是中國人第一次解析該類型的基因編輯機制。

　　“當承包老板，做科研沒意義。”黃志偉直言不諱。他認為，團隊中科研經歷豐富的教授，理應比學生更勤奮，不能當“甩手掌柜”。“教授對自己的實驗室最熟，重要的實驗要親手操作，要親眼看到每個實驗變化。”他邊說，邊接過一旁學生遞給他的材料，在上面簽字。

　　“因為沒時間打理，他經常‘胡子拉碴’。對自己的形象不大上心，但他對學生的實驗卻格外上心。親自給我們示范試驗動作和流程。甚至我的試驗筆記都認真看，每天都會批評我！”黃志偉的一位學生對科技日報記者說。

　　做科研是件很享受的事

　　今年 4 月 28 日，黃志偉團隊揭示鏈球菌基因編輯“剎車系統”分子機制的相關研究成果再次在《自然》上刊出。

　　“雜志只是載體上的體現，重點還得看成果。”雖已在《自然》發表多篇論文，黃志偉卻顯得十分謙虛。

　　該論文揭示了 Anti-CRISPR 蛋白 AcrIIA4 抑制鏈球菌活性的分子機制，有助于揭示細菌免疫系統與噬菌體防御系統的共進化分子機制，為精確控制鏈球菌基因編輯活性提供結構基礎。

　　在黃志偉看來，基因編輯或許能改寫生命的藍圖，但也要認識到，人類不僅需要利用基因編輯系統，還要對其進行控制，減少基因編輯“脫靶”帶來的負面作用。

　　“可以把鏈球菌 SpyCas9 基因編輯系統比作一枚‘導彈’，RNA（遺傳信息載體）就像‘制導系統’，負責把‘導彈’引導至目標，鏈球菌 SpyCas9 核酸酶是‘炸藥’，用它摧毀目標 DNA。”黃志偉告訴科技日報記者，當基因編輯“脫靶”時，這枚“導彈”將有失控的可能。

　　多年來，保持著“7-11”習慣的黃志偉并沒有覺得累，反而總是說：“沒覺得很辛苦，真正做科研的人，差不多都是這樣吧！”如果哪天在辦公室看不到他，學生們就會好奇地問：“黃老師去哪里了，這不像他的風格啊！”

　　十幾年如一日的堅持，正是源自內心的熱愛。學生們向科技日報記者說：“一旦聊上他喜歡的生命學科，黃老師就會滔滔不絕，聊一兩個小時還是意猶未盡。”

　　在黃志偉眼里，做科研是件很享受的事。“做科研，不時有新的發現，而我們是世界上第一個發現的人，這很酷。”他說。