朱健康目前關(guān)注的兩個課題是人類如何更長壽、如何吃得更健康。這兩個目標(biāo)都可以通過基因編輯實現(xiàn)。
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論文引用數(shù)居前
朱健康連續(xù)多年入選全球“高被引科學(xué)家”名單，是世界自然科學(xué)領(lǐng)域發(fā)表文章引用率最高的科學(xué)家之一，根據(jù)斯坦福大學(xué)與Elsevier共同發(fā)布的第七版《全球前2%頂尖科學(xué)家2024》，朱健康位列生命科學(xué)全球第一。據(jù)統(tǒng)計，截至2024年，朱健康論文引用數(shù)量為569個，他引總分為107，他引數(shù)為10.25萬，在生命科學(xué)領(lǐng)域排名第一。
朱院士在生命科學(xué)領(lǐng)域排名第一
朱健康表示，他論文被引用最多的有兩個領(lǐng)域，一個是早期植物抗逆研究，植物生長過程中常常受到各種不利環(huán)境條件的影響，科學(xué)家一直致力于找到抗逆基因，幫助植物與逆境對抗，獲得更好的生存和發(fā)展。比如抗逆可以讓生物長得更好，在鹽堿地、干旱的荒漠里生長。
朱健康由此開辟了植物逆境生物學(xué)分子遺傳這個新的領(lǐng)域，20多年來，朱健康團隊一直在國際上引領(lǐng)這個領(lǐng)域發(fā)展。
近期引用較多的是他在DNA甲基化方面的研究。DNA是由最基礎(chǔ)的4種堿基組成，分別是A（腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶）、C（胞嘧啶）和G（鳥嘌呤），而ATCG通過A-T、G-C這樣的“互補配對”原則，來形成遺傳信息的編碼。
據(jù)了解，甲基化是指在DNA的特定堿基上添加一個甲基基團（-CH_[3]）的化學(xué)修飾過程。在生物體內(nèi)，甲基化主要發(fā)生在DNA的胞嘧啶（C）堿基上，形成5-甲基胞嘧啶（5mC），業(yè)內(nèi)將其稱為DNA的第五堿基。
這種修飾不改變DNA的序列，但能夠影響基因的表達模式，是表觀遺傳調(diào)控的重要手段之一。甲基化可以調(diào)節(jié)基因的表達和關(guān)閉，與癌癥、衰老、老年癡呆等許多疾病密切相關(guān)。
基因甲基化和壽命最為相關(guān)，相關(guān)性達到0.95以上。甲基化一直在變化，像時鐘一樣控制著人類壽命。
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推廣基因編輯技術(shù)應(yīng)用
2012年，兩位女性科學(xué)家Jennifer Doudna和Emmanuelle Charpentier發(fā)表了關(guān)于名為CRISPR-Cas9的基因編輯系統(tǒng)的開創(chuàng)性論文，她們隨后因此獲得諾貝爾獎。她們在試管內(nèi)使用CRISPR系統(tǒng)對DNA進行剪切，發(fā)現(xiàn)這一系統(tǒng)經(jīng)過改造后可以在指定位點切開任何DNA分子。
朱健康及其團隊對于新型Cas酶的開發(fā)做了大量的工作，其團隊涉及Cas12家族的Cas酶的幾項專利已獲得授權(quán)。與現(xiàn)有的CRISPR-Cas9基因編輯體系相比，這些Cas酶在實際應(yīng)用時不會侵犯與CRISPR-Cas9有關(guān)的專利的權(quán)利。
相關(guān)專利影響巨大。2013年，哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院George Church、麻省理工學(xué)院博德研究所的張鋒等人，將CRISPR-Cas系統(tǒng)成功應(yīng)用于哺乳動物細(xì)胞基因編輯。2014年，美國專利商標(biāo)局將CRISPR-Cas9技術(shù)相關(guān)的第一個專利授予了MIT的張鋒團隊，兩位諾貝爾化學(xué)獎獲得者和張鋒發(fā)生了專利之戰(zhàn)，張鋒團隊最終勝出。
2023年12月8日，F(xiàn)DA批準(zhǔn)了首個CRISPR基因編輯療法Casgevy上市，用于治療12歲及以上伴有復(fù)發(fā)性血管閉塞危象的鐮狀細(xì)胞?。⊿CD）患者，一針要220萬美元，牽涉到CRISPR-Cas9專利。幾天后，Vertex Pharmaceuticals宣布將向張鋒創(chuàng)立的基因編輯療法開發(fā)公司Editas Medicines支付1億美元，外加銷售提成潛在許可費，以獲取其CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)的非獨家授權(quán)。
基因編輯遞送系統(tǒng)
朱健康團隊通過各種方法推升基因編輯技術(shù)的應(yīng)用。去年年初，朱健康團隊發(fā)表論文稱，開發(fā)出一種極其簡單的植物轉(zhuǎn)基因及基因組編輯方法，“極度簡化的切割—浸泡—嫁接（ES-CDB）”，用于Taraxacum kok-saghyz（TKS）的植物，通過切割TKS的根部，然后將切口浸泡在含有農(nóng)桿菌的溶液中，從而實現(xiàn)遺傳轉(zhuǎn)化和基因編輯。
實驗中，他們利用這種方法成功地在TKS中引入了一個旨在編輯植物色素脫氫酶基因（TkPDS）的構(gòu)建體，從而產(chǎn)生了易于識別的白化突變體。朱健康稱，這讓孩子、農(nóng)夫都能做基因編輯育種工作。
基因編輯跟轉(zhuǎn)基因不一樣，轉(zhuǎn)基因是把植物沒有的東西放到植物里去，基因編輯是對植物自身基因的一些改良，把不好的基因或者一些抑制有益活性物質(zhì)合成的序列剪掉。
基因編輯與轉(zhuǎn)基因的不同 示意圖
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如何吃得健康
朱健康團隊曾致力于農(nóng)作物增產(chǎn)，在植物育種上已經(jīng)做了很多嘗試，如提高水稻、小麥、大豆、玉米畝產(chǎn)量，培育抗病水稻、抗除草劑水稻、抗病小麥、抗褐化馬鈴薯等。
朱健康團隊現(xiàn)在主要關(guān)注的是培育功能性食品，讓普通人吃得健康。培育高油酸大豆、高VC生菜、高GABA番茄、低GI水稻等。
他認(rèn)為，現(xiàn)在國人已不僅能吃飽飯，也能吃好飯，面臨的問題是吃得是否健康。
地中海沿岸居民患心血管疾病的概率低，平均壽命長，醫(yī)學(xué)界認(rèn)為原因是橄欖油油酸含量高達75%。油酸被稱為血管的“清道夫”，學(xué)名是單不飽和脂肪酸，不容易氧化，不產(chǎn)生反式脂肪酸。反式脂肪酸易導(dǎo)致血管堵塞。脂肪酸影響人類細(xì)胞和細(xì)胞膜、影響心血管，在中國每年有將近400萬人死于心血管疾病。
舜豐生物高油酸大豆油
傳統(tǒng)的饅頭、米飯、油條等會誘發(fā)“三高”，帶來血管堵塞、動脈斑塊等問題，通過農(nóng)作物育種，可以幫助解決這些問題。朱健康主導(dǎo)研發(fā)的高油酸大豆獲得了我國第一張農(nóng)業(yè)用基因編輯生物生產(chǎn)應(yīng)用安全證書，可以把大豆從不到20%的油酸含量提高到80%以上，超過橄欖油的油酸含量。
朱健康團隊還有一項研究，是將番茄中的伽馬氨基丁酸（GABA）提高5倍。高GABA番茄已在日本上市。高GABA番茄可以降血壓、助睡眠，讓皮膚更有彈性。除了GABA，朱健康還將番茄中血清素、番茄紅素、維生素C、維生素D、NMN（抗衰老物質(zhì)）的含量大幅提升，把各種對人體有益的活性物質(zhì)都集成起來，讓身體更健康，延緩衰老。
舜豐生物全光照智能溫室里生長的高GABA番茄
在水稻、小麥等主食作物中，可以將淀粉變成抗性淀粉，限制升糖指數(shù)。鮮食玉米里面，有一種物質(zhì)叫丁布，作用是抗蟲抗病，可以將其含量提升，增加甜味，但不會增加卡路里。
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產(chǎn)業(yè)化還有很長的路要走
朱健康表示，其團隊在科研方面很有經(jīng)驗，但產(chǎn)業(yè)化還有很長的路要走，種植、收儲和加工每一個環(huán)節(jié)都不擅長，需要一點點建立起來。
盡管目前其產(chǎn)品已獲多個安全證書，但還要面臨品種審定，等審定之后才 產(chǎn)業(yè)化還有很長的路要走能投入大規(guī)模種植。而品種審定現(xiàn)在的規(guī)則還很不清晰。
舜豐生物現(xiàn)已獲得三張安全證書
目前針對基因編輯方面的支持有所減少，從政府到高校，都有資金緊缺問題。另外，以前從社會融資比較容易，現(xiàn)在風(fēng)險資金變少，手中有資金的也不敢輕易投資。
基因編輯產(chǎn)業(yè)化，還受成見影響。此前通過政府聯(lián)系了一家企業(yè)，計劃在大豆上合作，但對方擔(dān)心涉及“基因”二字會影響消費者的看法，沒能推動下去。
另外，國內(nèi)知識產(chǎn)權(quán)保護也是很大的問題。其研發(fā)團隊的育種基地，面臨明目張膽的盜竊問題。
最后，盡管有多種優(yōu)勢，但是否能贏得消費者青睞，還是一個未知數(shù)。
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研究者要敢于走進無人區(qū)
朱健康年幼時吃了不少苦，作為農(nóng)民子弟，1982年第一次參加高考時有機會做了體檢，體重只有36公斤。餓肚子的記憶給他留下陰影，習(xí)慣吃飯時狼吞虎咽。復(fù)讀一年考上大學(xué)，上大學(xué)時他一邊讀書學(xué)習(xí)，一邊給留學(xué)生開武術(shù)訓(xùn)練班。
進入科研工作后，他把重點放在破解植物抗逆難題，大部分課題是在研究植物抗鹽抗旱抗冷抗熱的機理。他本人就有超強的抗逆基因，能沖破各種阻力。因為在植物抗逆研究方面的成就，他33歲時在美國受聘為正教授，42歲時當(dāng)選美國科學(xué)院院士。
朱健康院士在展示基因編輯高產(chǎn)小麥
除了上述植物育種，朱健康把相當(dāng)大的精力用在DNA甲基化研究上，朱健康2022年一篇合作論文指出，ELOVL2基因近些年被發(fā)現(xiàn)是一個與年齡預(yù)測高度相關(guān)的基因，可以通過調(diào)控脂質(zhì)代謝影響衰老速度和進程，表觀遺傳修飾狀態(tài)也與衰老和年齡生物鐘密切相關(guān)。
他試圖找到生命時鐘的計時機理，開發(fā)出將時鐘調(diào)慢一點或者回?fù)艿募夹g(shù)，讓人類壽命更久。20多年前，朱健康團隊首先發(fā)現(xiàn)植物蛋白ROS1可以將DNA甲基化蛋白時鐘回?fù)?，他現(xiàn)在正在研究如何將ROS1和CRISPR結(jié)合起來，把過多的5mC去掉，讓人類保持年輕。通過對DNA甲基化的編輯，不必打斷DNA雙鏈，只把甲基去掉或者加上，更安全且可逆。朱健康認(rèn)為這將成為下一代基因治療的手段。
對于論文發(fā)表方面的成果，朱健康表示，這幾年國內(nèi)論文總量已達到世界第一，頂級期刊發(fā)表文章越來越多，但人才評定、評估極端化，太過關(guān)注論文數(shù)量。不僅要看論文是否發(fā)表在頂級刊物上，更要看論文的實際貢獻，要么推動學(xué)科發(fā)展，要么推動應(yīng)用發(fā)展。
他認(rèn)為，科研關(guān)鍵是推動相關(guān)領(lǐng)域向前發(fā)展，研究者要敢于走進無人區(qū)。他從事的研究是多年后才成為熱門領(lǐng)域的。
來源 | 證券時報
編輯丨農(nóng)財君
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南方農(nóng)村報丨農(nóng)財寶典
