文 |《中国科学报》记者王兆昱

2017年，北京，一个风雪交加的冬夜，中国科学院动物研究所（以下简称动物所）学术年会早已散场，寂静的园区里只剩下两道身影，边走边辩。两位研究员王皓毅和张勇——一个爱冒险的基因编辑专家，一个一丝不苟的进化遗传学家——在风雪中绕着大楼走了一圈又一圈，手指都冻僵了，但谁也不愿停下脚步。

谁能想到这场持续3小时的雪夜长谈，7年后会在Cell上结出“硕果”。

当时双方争论的核心，是一件前人从未做过的事。王皓毅率先抛出了一个大胆的设想：对自然界中成千上万的可跳转基因（转座子）进行“普查”，从中发掘新的基因工程工具。

张勇却发问：“几十年来，全世界科学家经过大量努力，只开发出SleepingBeauty和PiggyBac这两个可以广泛使用的转座子工具，凭什么确信我们还能找到更好的新转座子工具？”

“过去还没进入基因组挖掘的时代，SleepingBeauty与PiggyBac被发现有偶然性。如今，我们有前所未有的基因组信息资源，系统筛查一定能发现更多更好的工具。”王皓毅坚定地说。

这个寒冷的夜晚带来的不仅仅是科研成果，更是两位风格迥异的科学家在底层价值观上的碰撞与交汇。从此，他们确认——彼此将是长期的合作者。

对转座子进行“人口普查”

何为转座子？顾名思义，它是一类能在基因组中跳跃、“换座位”的遗传元件。

早在上世纪40年代，美国“天才”女科学家芭芭拉·麦克林托克就发现，玉米籽粒颜色的变化受到这些“不安分”的基因控制。她花了6年多时间，才完全弄清楚转座子的控制系统，并在1983年获得诺贝尔生理学或医学奖。

转座子的神奇之处在于，它不仅能搬运自己，还能在跳跃的过程中携带宿主基因组的DNA片段。这会给生物制造出意想不到的、基因层面的“创新”——既可能带来难以治愈的罕见病，也可能带来新的良性功能。

因此，科学家一直在探究这些小小的“基因旅者”到底能发挥哪些应用价值。他们尝试将转座子改造成工具，帮助实现基因修饰或疾病治疗。但几十年来，被成功开发为工具的转座子屈指可数，且这些转座子需经过多代优化才表现出较高的活性。

王皓毅和张勇的合作，正是要打破这一局面。他们决定不再“碰运气”，而是像“人口普查”一样，对自然界里成千上万的转座子做一次系统的大规模盘点。

经过多年通力合作，他们发现40个在人源细胞中具有转座活性的新型DNA转座子。其中，来自蚊子的Mariner2_AG、来自洞穴鱼的Tc1-2_St转座子和来自爪蟾的Tc1-1_Xt就像“黑马”般让人惊喜——它们的活性，竟然超越了此前经过数代大量优化的“经典工具”SleepingBeauty！

更为有趣的是，这些转座子有三种不同的“行为模式”：第一种是随机地插入基因组，第二种偏好稳定、不活跃的基因组区域，第三种则偏爱活跃的区域。这样的差异意味着，不同的转座子未来可以在不同的研究和应用场景中大显身手。

这项成果，大大扩展了转座子的工具库，为未来带来了更多可能性。

若把合作比作一场远征，王皓毅和张勇正是性格迥异却又互为补充的同行者。理解他们的科研哲学，或许就能更好地读懂这项成果从何而来。

相关论文成果

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不喜寻常路的“探险家”

“所谓科技制高点，不一定只是眼前看得到的高峰，也可能是高峰背后的浓雾，那里或许是沼泽、大坑，也或许是更高的山峰。科学家只有敢于凭借自己的直觉去探索，才有可能获得颠覆性的发现。”在动物所一次围绕“如何抢占科技制高点”的讨论会上，王皓毅提出自己的观点。

王皓毅

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像一位不喜寻常路的“探险家”，王皓毅偏爱新的尝试，不断拓宽科研和人生的边界。在他的办公室，一把吉他随意地斜靠在书桌旁。2015年，刚到动物所工作不久，王皓毅拿着这把吉他，在与同学们交流的时候弹唱起自己写的歌。

“文艺青年”只是他的冰山一角。2009年，王皓毅在美国华盛顿大学获得博士学位。读博期间，他不仅有优秀的学术成果，还担任华盛顿大学中国学生学者联谊会主席，积极组织迎接新生和中国新年晚会等华人社区服务活动。他感受到，只有将不同的人与思想连接起来，才能实现更大的自我价值。

他将这种热情带到了动物所。2014年回国入所后，他一直尝试推动不同方向的研究者进行交流。近年来，他发起组织所里的“IOZ Friday Seminar”活动，让所内外的专家与青年学子定期相聚、自由交流和思想碰撞。在王皓毅看来，这种学术交流并非出于功利目的，而是希望营造更好的科研文化，让更多的人能够真正享受科学。

人生如此，科研亦然。王皓毅的哲学是“在某种意义上，足够的广度可以形成另一种方式的深度”。

传统生物学研究往往强调深度，如聚焦某一类生物学现象或某一个基因家族做深入的研究。王皓毅认为，如今海量的生物数据就像一座丰富的宝矿，近年来人工智能的发展更是提供了前所未有的机遇，从“单点深挖”转向“广泛、高通量的功能研究”，助力全新生物学机制和技术的底层发现。

由此，王皓毅在研究中积极采用“数据驱动”的模式。通过高通量的实验收集高质量标准化生物数据，获得更多更好的发现。今年，他开始着手在实验室建立自动化实验平台，进一步提高功能数据获取的效率。

精益求精的科学“匠人”

在动物所的走廊里，张勇的脚步一向沉稳。他的科研风格亦是如此——厚积薄发、严谨细致、精益求精。他的办公桌上堆满了书籍和论文，许多打印出的论文都被细细地做过笔记。

张勇

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对张勇而言，每篇论文的设计、写作都需要大量时间，论文的完成不是“赶工”，而是细致的“攻坚战”。他习惯在吃透所有文献、厘清所有科学逻辑、“集齐”所有细节后，才动笔写作。

以最新发表的这篇Cell论文为例，第一作者、王皓毅组博士生张童童交来初稿后，张勇花了一个月的时间，进行密集地“沉浸式”打磨——将转座子的大规模挖掘、活性或进化特征的刻画、工具开发等多方面有机结合。

采访中，当记者在某个技术细节上流露出疑惑，张勇干脆拿出几张白纸，一边画图一边解释，把抽象的分子机制画成形象的箭头、符号和连线，让人恍然大悟。这样的耐心与条理，也正是他带学生时的常态——即便在跨课题组协作中，他仍以师者之心倾囊相授，将张童童视为“亲传弟子”般培养。

张勇向《中国科学报》聊起了他的一个想法——绘制并比对人类与小鼠大脑的完整转录因子图谱，弄清楚人的大脑皮层，尤其是大脑前额叶在进化过程中的快速扩张会不会埋下隐患。他推测，经过快速扩张的人类大脑更大、更复杂，能抽象思考。但其“快速膨胀”可能带来副作用，如推动负责思考与决策的前额叶区域进化的人类特异重复基因更容易突变，或许引发神经功能障碍。

张勇说，如果能找到问题频发的“靶点”，就可以尝试研发药物，从而帮助自闭症、癫痫等神经系统疾病患者。

科学家的“人同此心”

“同理心对科学家至关重要。”在张勇看来，科学是偏向纯理性的思考，其本身可能对人有异化作用。时间长了，如果没有自我觉察，人就会缺乏同理心而变得更加机械化。在寻找科研合作伙伴时，他也很看重对方的这一点。

在那次雪夜对谈中，张勇看到了王皓毅这位“硬汉”心中柔软和温暖的部分——他们两人都关注人类疾病，希望尽己所能帮助患者。风雪中，这种纯粹的人文关怀交叠在一起，加深了他们彼此间的信任。

“超越科学本身的，恰恰是科学家的‘人同此心’。”正是这份共同的底层价值观，让两人的合作更加紧密。多年共事，彼此相得益彰，王皓毅欣赏张勇的渊博与严谨，张勇欣赏王皓毅的果敢与开阔。

在他们看来，持久的科研合作需要三重支柱：底层价值观的契合、科学上的差异性和性格的互补。也许多年后，他们还会想起那场激烈的雪夜讨论。不知那时的对话延伸到何方，他们会继续探索哪些未知的科学方向。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.05.007

*文中图片均为受访者提供