华人学者齐磊对话：科学家即梦想家

斯坦福大学的华人科学家齐磊（Lei (Stanley) Qi），近年来在CRISPR研究领域取得了一系列突破性进展，新年伊始，国际学术期刊《Journal of Cell Science》报道了对齐磊博士的访问对话。

　　

生物通报道：斯坦福大学的华人科学家齐磊（Lei (Stanley) Qi），近年来在CRISPR研究领域取得了一系列突破性进展，在Cell、Nature Biotechnology、Nature Methods等杂志上接连发表了多篇研究论文。在2015年1月份，他带领的研究小组开发了一种CRISPR支架RNA（scRNA）（华人学者Cell发表CRISPR重要成果）。scRNA编码了靶位点和调控功能，能同时实现对不同基因的激活和抑制。这项研究发表在了国际权威杂志《Cell》。接下来，齐磊与Gladstone研究所资深研究员丁胜（Sheng Ding）博士合作，已经找到了一种方法，通过导入几个关键的化合物提高了CRISPR的效率。这一重要研究成果发表在2月5日的《细胞干细胞》（Cell stem cell）杂志（华人科学家Cell子刊发表CRISPR重要研究成果）。2015年12月份，齐磊博士和加州大学旧金山分校的Wendell A. Lim教授在Nature Reviews Molecular Cell Biology杂志上发表综述文章，探讨了CRISPR–Cas9在基因组编辑以外的技术发展和广泛用途（华人学者Nature综述：超越基因组编辑的CRISPR–Cas9）。

齐磊博士在清华大学获得了他的第一学位——物理和数学。然后，他进入加州大学伯克利分校Steven Chu（1997年诺贝尔物理奖得主）的实验室工作，之后在Adam Arkin和Jennifer Doudna实验室获得生物工程学博士学位。齐磊的研究工作赢得了国家卫生署署长的早期独立奖，这让他得以在加州大学旧金山分校开始了自己的实验室，作为一位没有博士后经历的系统生物学研究员。在2014年，他来到斯坦福大学，现在他是该校生物工程学、化学和系统生物学系的助理教授。他发明了将CRISPR-dcas9系统用于转录调控和基因组成像。他目前的研究主要集中在，开发新的工具和技术用于基因组编辑和转录调制，操纵分子网络，以了解生物学的基本原则，并设计细胞表现出预期的行为，如教免疫细胞识别和消除癌症。

新年伊始，国际学术期刊《Journal of Cell Science》报道了对齐磊博士的访问对话：

是什么促使你成为一名科学家？
这是诸多因素的组合。一是对世界充满好奇，尤其是生命科学。本世纪是生命科学的世纪，我们已经在其他学科取得了许多突破，但我们仍然对生活中的许多细节了解甚少。二是我的个性。我喜欢科学家的生活方式，因为它给了我任意思考问题的自由。第三点是成就感——我发现自己能够回答人们喜欢的问题，开发人们喜欢的技术，我深受鼓舞，我知道我可以做得很好。

你的背景是物理学，你是怎样成为一名生物工程师的？
我在中国长大，在学校接触了大量的科学知识，爱上了物理和数学。我喜欢它，因为它能让我以一种理性的方式进行思考，并简化了解释非常复杂事物的规则——这真的非常神奇！所以，当我上大学的时候，我专修了物理学位，然后是数学。但是我觉得有限，因为中国研究生教育并不能像美国那样提供自由，鼓励学生探讨。所以我来到伯克利。我参加了物理学项目，但在那一刻，我开始意识到，更大的突破必须是将物理与其他东西结合起来。我在伯克利的第一个导师是Steven Chu，他后来成为美国能源部的秘书。在他离开后，我需要换一个不同的实验室，我也想尝试一些不同的东西。我问Steve，他说：“有很多新的领域，有一个叫做合成生物学的领域”。直到那时我还没有听说过合成生物学。

现在你实验室的研究重点是什么？
现在我的实验室工作集中在三个方面。首先是技术开发。我们开发了CRISPRi技术，来合理地设计转录过程，以及通过激活或抑制单个或多个基因，控制它们的表达。我们还开发了另一种方法，基于CRISPR对活细胞内的基因组DNA进行成像，现在我们正在研究新的技术，使它更容易在一个大的规模上对基因组中的每一部分进行成像。第二个领域是，如何利用技术更好地了解生物学。我们可以使用工具来干扰基因表达，其他实验室已经开发了有力工具，来分析表达水平和它们之间的相互作用。我们可以把它们结合起来，并在一个类似发育的过程中，映射出转录控制的动态图像。第三个领域是治疗，我真的希望，也许五年或十年后，我们的工作将成为一个真正的世界改变者。整个CRISPR领域为基因治疗开辟出了一个巨大的新领域。因此，我们现在正在考虑，如何利用我们的工具来实现新的治疗方法，用于体内基因治疗或癌症免疫治疗。用细胞作为治疗试剂，在某些类型癌症的治疗中，变得非常流行和有前途。我们希望，用我们的工程方法来制备这样的细胞，如增加一个额外的安全级别，来调节它们的活性，因为这些细胞有时过于有效了。

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在你的研究中，面临的最大的障碍是什么？
障碍发生在当我们试图思考如何使用技术来治疗癌症的时候。我的背景是物理学、合成生物学和生物工程，我其实不太了解癌症。这需要一个学习过程，才能够真正地与癌症生物学家和医生交谈，以认识到真正的问题是什么，什么问题值得探索以及下一个可行的目标是什么。

你是怎么做到的？
我和不同的专家讨论，并收集不同的意见，因为癌症和癌症治疗是非常大的领域，并且对于每种特定的癌症来说，都有一个完全不同的世界。我鼓励我实验室的成员，与其他实验室的人紧密合作，这真的很有帮助，因为他们有想解决的问题，我们有工具，但我们想知道，我们可以在哪里使用它们。

你对建立良好合作的建议是什么？
我的建议是有效的沟通。这是显而易见的，但也很难，因为很多时候人们并不知道别人在期待什么或者能提供什么。我通常都非常坦率地问：“你想让我们做什么？”，我发现这种合作方式是更好的。

当你建立自己的实验室，你没有预期到的是什么挑战？
主要有两个挑战。首先，我只会使用“复杂”这个词。一个实验室真的要有所有的因素在一起。科学固然很重要，但也有人与人之间的协调也很重要。例如，人们的加入和离开，以及你如何把从年长者那里学到的知识传递给新手？在一开始并不容易想到这么多的因素。其次的挑战是，我是那种总是希望事情更快地发生的人，但建立一个实验室并不是那么快。我不能24小时不睡觉 的工作。我和资深教授们沟通过，他们总是告诉我“耐心点”。所以……准备好了，对我来说，这是一个挑战！

你现在面临的新挑战是什么？
现在，实验室的成员负责不同的项目，但作为一个PI，一件直接的事情是，想到科学的方向。这些项目解决了这个领域的问题吗？这就是为什么随着实验室的建立，我确信我们是在做最重要的事情，因为我们的资源——我们从公众获得的资助和我们的时间是有限的。其次，科学发展的很快，所以问题不断变化。面临的挑战是，将实验室带入一个更为高效的阶段，当发生这些变化时，确保它是一个平稳的过渡。

你收到的最好的建议是什么？
在加州大学伯克利分校，我和Donald Glaser教授共事了两年。他是1960年的诺贝尔物理学奖得主，几年前就去世了。我在其办公室帮忙做一些工作，作为免费公寓的交换。有一次我问他当科学家的最大障碍是什么，他的回答是“别烦”。这很简单，但如果你想想看，这真是普遍存在的，大多数人都会在科学上停止工作，是因为他们觉得无聊。另一个重要的忠告，来自于我的博士生导师Adam Arkin。我真的想拥有自己的实验室，我问他什么是重要的？他说：“你必须定义一个问题，你将对此将有二十年的激情。想想你在一段时间内不可能成功的大目标，你就会发现，自己总是在不断前进和进步。”对于我来说，当一个科学家意味着做一个梦想家，并梦想拥有一些非常迷人的东西，即使它可能永远无法完成。

参加科学会议对你来说有多重要？
首先，它们提供了一个全新的环境来思考问题。不是被关在办公室里，每天都看同一台笔记本电脑，而是去一个新地方，结识新朋友，听新的想法，有时会是很不相干但很刺激的想法。我认为，在科学会议上产生的许多想法，都是绝妙的。第二个原因是，在一次科学会议上你可以进行会话，你知道有什么期望，但最终却听到了新的东西。例如，我进入了CRISPR领域的原因，是通过2010年的一个短会，当时大多数人甚至不知道CRISPR是什么。我参加了一次叫“Bay area RNA meeting”的会议。你会预期所有种类的RNA对话，内容大约都关于RNA结构、非编码RNA、调控RNA、tRNA，但有，Jennifer Doudna的学生进行了关于CRISPR的演讲，这是一种RNA相关的系统，当时我想，这是一件非常了不起的事情，我应该调查一下它。

你跟科学无关的业余爱好是什么？
我的爱好是花一些时间什么都不做。只是想感觉像是我没有目标，我这样做是因为我觉得这是产生一些想法和理念的最好方式，让我明白为什么我在做某些事。科学意味着有这么多的目的，有那么多的目标，但它只是生活的一个方面，有这么多的事情，你不需要对此有一个目的，我只是仅仅通过做一些随机的事情，来尝试探索其中的一部分。

（生物通：王英）

生物通推荐原文：
Cell scientist to watch – Lei Stanley Qi. J Cell Sci 2016 129: 243-244; doi: 10.1242/jcs.182196