徐洵(左3)考察中國載人潛水器蛟龍號。海洋三所供圖
工作中的徐洵。 海洋三所供圖
「誰能奪得深海生物資源開發先機,誰就能推動經濟快速發展。」中國工程院院士、自然資源部第三海洋研究所研究員徐洵說。
深海具有豐富的生物多樣性,深海水體、沉積物、海底平原、海溝、冷泉、海山等構成了特殊的生態系統,是巨大的生物基因資源寶庫。多年來,徐洵專注海洋生物基因工程研究,帶領科研團隊創下了多個第一:利用DNA重組技術首次在海洋低等生物中發現人功能蛋白的原始基因,創建了我國第一個海洋基因工程實驗室,構建了我國第一個擁有智慧財產權的海洋基因工程菌,率先破解了嚴重危害對蝦養殖業的對蝦白斑病病毒基因組密碼……
1934年10月,徐洵出生於福建省建甌市。家中兄妹6人,徐洵年紀最小。父親是一位中學教師,全家僅靠父親微薄的收入維持生計。中學時代,恰逢抗戰勝利初期,局勢動蕩,徐洵憑藉堅強的毅力,自學了大部分課程。中學畢業後,徐洵以華東地區第一名的優異成績被中國醫科大學錄取。當時,中國醫科大學名師雲集,他們深厚的學術素養、嚴謹的治學理念、平易近人的待人態度、低調的處事風格,深深影響了徐洵,讓她至今心懷感激。
在中國醫科大學,徐洵敲開了「科學殿堂」之門。1957年,徐洵大學畢業後,擔任中國醫科大學教研室助教,從事酶的活性在代謝調控中所起的作用研究。1978年,徐洵調入中國科技大學生物系,這成為她科研生涯的轉折點。
3年後,徐洵作為中國科技大學生物系代表到美國10多所著名高校進行學習交流。這次訪問,讓徐洵遇到了科研道路上一位重要的良師益友杜立德(美國加州大學聖地牙哥分校生物化學教授)。隨後,杜立德兩度邀請徐洵前往美國訪學。在美國學習交流期間,徐洵利用DNA重組技術從海洋無脊椎動物體內首次克隆到高等動物重要功能蛋白的原始基因,在該蛋白質的進化上有了新發現,解決了分子進化中生物學多年懸而未決的難題。
徐洵的成功引起了美國眾多科研機構的關注,紛紛向其發出邀請。國外優越的工作環境、先進的技術基礎和儀器設備,對科研工作者來說是難得的機會,但徐洵有著自己的答案。
「美國終究不是自己的國家,在祖國搞研究,才是我的追求。」徐洵說。
1990年底,徐洵千裡迢迢回到祖國。在國外從事海洋生物研究的這段經歷,讓她深刻認識到國內海洋生物學研究與國際一流水平的巨大差距。自此,她將目光轉向用國際先進的基因工程技術解決我國海洋產業面臨的實際問題上。此後,徐洵來到海洋三所從事海洋生物學研究,開啟了她科研生涯的新篇章。
上世紀90年代初,我國毛蚶汙染問題造成A型肝炎流行,徐洵領導的課題組建立了海洋環境中貝類受A肝病毒汙染的快速檢測技術,成功解決了A肝病毒檢測難題,使檢測時間由原來常規方法的6~8周縮短到1天。
徐洵說:「我相信,做任何事只要全身心投入、認真執著、堅持不懈,就一定會有收穫。」
彼時,對蝦病害是水產養殖業面臨的重大難題,造成了巨大的經濟損失。由徐洵領導的實驗小組於1999年在國際上率先完成了困擾對蝦養殖業多年的病原研究——對蝦白斑杆狀病毒的基因組全序列測定,有效提高了我國對蝦病毒研究水平。該研究成果於1999年、2000年被評為我國「十大基礎研究新聞」和「十大科技新聞」。在此基礎上,研究團隊還建立了對蝦白斑杆狀病毒基因檢測技術,並應用於我國東南沿海對蝦養殖區。同時,徐洵帶領研究團隊還完成了「對蝦天然免疫的分子基礎」研究,首次從抗病對蝦組織中發現了一批具有抗病毒作用的對蝦免疫相關基因,初步揭示了對蝦免疫作用的特點。這些研究成果有助於進一步了解對蝦免疫抗病的分子機理,為對蝦病害防治提供了新途徑。
此外,在徐洵的指導下,科研團隊還成功克隆了魚的生長激素基因,構建了我國第一個擁有智慧財產權的高效表達基因工程菌,促使魚類快速生長。
在海洋三所,有一個大藏量、多種類的微生物「銀行」——中國大洋微生物菌種庫。庫藏近2600份大洋生物樣品、2.6萬株海洋微生物菌種,面向全國開放共享,為深海微生物研究與開發提供重要的深海微生物樣品。
自上世紀90年代初開始,徐洵積極推動我國深海大洋生物資源研究與開發工作。當時,國內海洋生物技術落後、資源和人力嚴重匱乏,她四處奔走、籌集經費、購置儀器……功夫不負有心人,海洋基因工程實驗室得以順利創建,成為我國第一個從事深海基因資源研發的實驗室。隨後,海洋微生物菌種保藏中心、中國大洋深海生物及其基因資源研究開發中心先後建立。目前,該實驗室的深海微生物菌種庫,成為我國深海生命科學,特別是深海微生物學與深海基因資源開發利用的重要力量,在我國深海生物學研究、深海生物資源開發利用和生物多樣性保護方面起到了引領作用,為我國海洋基因資源權益維護提供了有力支撐。
徐洵說:「在有生之年,為培育海洋人才方面盡一點力量,是我義不容辭的責任。」
如今,徐洵創建的海洋基因工程實驗室被評為自然資源部海洋生物遺傳資源重點實驗室,一大批海洋人才脫穎而出。一方面,她積極倡導和組織開展學術交流活動,拓展科技人員的視野和思路。另一方面,她鼓勵和幫助新引進人才申請科研項目,壓擔子、促成長。在她的悉心培育下,該實驗室現已成為擁有40多名高學歷、高職稱科研人員的創新團隊。其中,3名科技人員獲得國家傑出青年科學基金。
深海微生物因生存環境極端特殊,在生命演化過程中,形成了獨特的多樣性和代謝機制,嗜冷、嗜壓、嗜熱、嗜鹼以及抗重金屬等極端微生物資源豐富,是新結構天然活性物質的重要來源。目前,深海極端微生物在醫藥衛生、生物技術等領域展現出巨大的發展潛力,開展深海生物基因資源勘探和研究成為國際科學研究前沿和熱點。
自2000年以來,徐洵指導科研團隊開創了我國深海生物基因資源研究開發的新領域,開展了對海洋生物,特別是深海極端微生物的篩選和分子生物學研究、極端酶的克隆表達和適應性等研究。
「隨著新技術發展,人類已經認識到深海蘊藏著巨大的『寶藏』。從科學意義上看,挖掘海洋生物資源有助於探尋全新的物種和生命機制。同時,海洋生物作為理想的藥物和工業材料來源,具有十分可觀的潛在經濟價值。」徐洵說,「至今,人類探測的深海海底面積只佔全球深海的10%,卻已經展現出非常好的發展前景。可以說,深海海底,將是地球的一個『新世界』」。
在徐洵看來,人類對海洋生物資源的開發還有一段很長的路要走,還存在一些薄弱環節。例如,缺少配套的採樣設備,很難探尋到高保真、高質量的深海生物樣品,深海採樣工具與生物培養設備對接技術尚不成熟,實驗室模擬培養設備和船載培養設備還需進一步完善,缺乏深海原位微生物富集系統等。
「當前,深海生物資源開發利用迎來了前所未有的發展機遇。」徐洵認為,在我國海洋生物科技資源獲取困難、總量不足的情況下,應當鼓勵研發科技資源,特別是生物樣品資源合理共享,提高科技研發的專業化和規範化水平。
本報記者 蘭聖偉