入選國家優青,科研成果登上《科學》,80後博導玩轉生物大數據

近日, 2018年國家優秀青年科學基金項目評審結果公佈,西北農林科技大學的姜雨教授成功入選,成為西北地區僅有的7位入選者之一,他的申請項目《羊的基因組學與分子育種》獲批130萬元資助。

入選國家優青,科研成果登上《科學》,80後博導玩轉生物大數據

除了國家優青的榮譽之外,在姜雨的身上還有著眾多標籤:西北農林科技大學80後遺傳學教授、博士生導師;第十一批國家“青年千人計劃;生物大數據領域的“弄潮兒”......

入選國家優青,科研成果登上《科學》,80後博導玩轉生物大數據

從基礎到應用探究動物轉基因難題

一提到生產出來的“轉基因羊”,就會觸動國人敏感的神經。而這類反芻類食草動物基因組分析正是是姜雨的研究重點之一,他曾表明,中國是綿羊和山羊飼養及羊肉消費大國,而對其研究,有助於培育出更優秀的專門化肉羊新品種。

此項研究分為兩個大的領域:基礎領域和應用領域。基礎領域主要研究反芻類食草動物的各種性狀的產生以及變異,而應用領域主要集中在畜牧行業的應用上。當前,我國對反芻類食草動物的研究遠遠落後於西方發達國家,而且已經成為制約整個動植物基因組研究的“心臟病”。

從古至今,無論是人類還是動植物,基因組都在發生悄然地改變,這份改變可以是“自然狀態”下的“基因突變”,也可以是“人為狀態”下的“基因編輯”。姜雨所做的研究,就是通過基因編輯將動植物自然狀態下的“基因突變”提前了,轉基因的動植物在基因層面所體現的性狀和表情較之原始狀態下品種更加優良。從這個意義上來講,轉基因動植物與自然狀態下的動植物又沒有任何的區別甚至更優良。

破譯綿羊參考基因組成果登上《科學》雜誌

2014年,由中國科學家領銜的一個國際科研小組宣佈,歷經5年時間,他們完成了對綿羊基因組的測序、組裝及分析工作,成果由美國頂尖雜誌《科學》刊發,姜雨正是該論文的研究第一作者。

分析表明,綿羊染色體上有141個大結構改變、近1萬個拷貝數變異(即片段缺失或片段複製異常)、約1000萬個單核苷酸多態性變異。此外,新研究還鑑定出一系列反芻動物特有的基因家族擴張事件、基因結構變異和基因表達的組織特異性變化,其中最重要的是發現了反芻動物獨特的消化系統和脂類代謝進化相關聯的特異基因。

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綿羊參考基因組的發佈和分析,不僅帶來對反芻動物生物學的嶄新認識,還將推動綿羊基因組重測序項目和更多綿羊經濟性狀基因的鑑定工作,研究人員將有更好的分子育種工具來促進更優秀的綿羊新品種的選育。

爭做生物大數據的弄潮兒

據悉,未來生物大數據的研究成果以及數據將有望彙集到國家的層面上,姜雨對此的看法是:“以往的農業研究領域,科研人員傾向於獨立完成一份研究。當花費很長時間和精力培育出一個各個性狀良好的品種時,最珍貴的往往不是那個品種,而是手中所掌握的數據。有了這些生物數據便可以創造出更多優良品種的動物。而對生物數據的保密。則限制了很多科研的發展。而今,生物大數據時代的來臨,科研人員手中握有的數據越來越多,新技術也不斷地被開發出來,這無疑在很大程度上推動了國家科研能力的發展。”

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即使研究途中遇到瓶頸,但姜雨身上時刻體現著科研人不畏艱險的專業精神。在談及基因組數據共享在未來是否能實現時,姜雨滿懷憧憬道:“一方面,數據共享給科研人員帶來了雙贏的局面,優勢互補、互惠互利,使得更多人真誠合作,共同展開科學研究的同時促進大數據共享局面的形成。另一方面,隨著越來越多年輕的科研人的加入,傳統思維不攻自破,未來會有更多人選擇合作和分享數據。”

延伸閱讀:

姜雨,男,1983年12月生於陝西省榆林市,西北農林科技大學教授,遺傳學博士。陝西省中青年科技創新領軍人才、青年科技新星,Animal Genetics, BMC Genomics等國際期刊的審稿人。2015年5月入選第十一批國家“青年千人計劃”,組建生物基因組大數據實驗室,並開始構建家養動物基因組網站和數據庫。

目前已經以第一或者通訊作者在Science、Nature Biotechnology、Cell Research、BMC genomics、Animal Genetics等高水平國際期刊上發表論文7篇,總計發表SCI論文12篇,總影響因子超過150,總被引用400餘次。

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