黄志伟： 给基因编辑系统装上“安全阀”

黄志伟，生于 1979 年 5 月，系哈尔滨工业大学生命科学与技术学院院长。他长期从事免疫与感染疾病方向的基础研究，包括艾滋病病毒与人的蛋白复合物结构与功能研究、细菌适应性免疫系统的分子机制等。

“7-11”——所有认识黄志伟的人都知道，多少年来，他都坚持着这样的生活，即从早 7 点工作到晚 11 点。

即便忙到“7-11”的程度，这位哈尔滨工业大学生命科学与技术学院教授还是觉得“时间不够用”。“快节奏”是同事和学生对这位教授一致的印象。不久前，在《自然》上发表论文的喜讯，也没让他慢下来。

“第一个问题是什么？”这不，还不等记者发问，他已经要开始“抢答”了。

这是个跨界“玩家”

在黄志伟团队实验室的桌子上，堆满了几十本《自然》《科学》《细胞》杂志，黄志伟坚持每天抽时间看文献，国际顶尖学术杂志更是每期必看。

这位“7-11”教授，本科读的是化学工程与工艺专业。大学老师的一句“你对有机化学感兴趣，对生命化学会更感兴趣”，让他敲开了生物的门。本科期间，黄志伟便开始自学细胞生物学、遗传学、生物学等相关知识。研究生和博士后阶段又先后从事生命科学的结构与功能、免疫与感染方向研究。

“越强调应用，科研越做不下去，做科研不能太功利。”黄志伟及其团队从事的是基础研究，或许就源自他对生命科学的纯粹。

2014 年 1 月，黄志伟团队揭示了艾滋病病毒毒力因子（Vif）结构，所写论文《艾滋病病毒 Vif“劫持”人 CBF-β和 CUL5 E3 连接酶复合物的分子机制》在线发表于《自然》。

知己知彼，百战不殆。在黄志伟看来，要想歼灭“敌人”——艾滋病病毒，首先要摸清它的“底细”。

该项研究阐明了 Vif 如何“劫持”免疫细胞的分子机制，为研制抗艾滋病药物提供了结构基础。“该成果发表后，很多艾滋病患者打电话来询问，像抓到了救命稻草。”黄志伟回忆道。

而这一年，距他从零开始，组建哈工大结构分子生物学与天然免疫信号转导研究室，还不足两年。

耳边传来实验仪器的轰鸣，望着满屋子的瓶瓶罐罐和大型试验设备，黄志伟感慨道：“我是从一张桌子，一个试管开始，一点一点将空屋子填满的。”

艾滋病病毒毒力因子的三维结构到底是什么样的？这是困扰业界 30 多年的问题。而仅用一年多的时间，这支 15 人的队伍就突破了这一研究瓶颈。黄志伟告诉科技日报记者，一个实验有无数个步骤，每一步都会遇到不同的问题，任何一步判断错了，都可能与成功失之交臂。

按黄志伟的说法，他从不考虑他研究的方向有多少人在做，又有多少人没做出来。“这些都会影响判断，好的科研都不是计划出来的。”这位操着南方口音的跨界“玩家”，带着一颗童心，潇洒地在世界级的舞台上叱咤风云。

不当“甩手掌柜”

在他办公室的墙上，粘着一沓卷角儿的粉红色便利贴。“做科研和在公司朝九晚五不同，每天早上来到实验室都会有新的期待。”黄志伟在家的时间与在实验室相比只是个零头，按他的话说，好习惯想要改变也很难。

科研工作者就像运动员一样，职业黄金时间短暂。而进入状态的黄志伟无疑步入了“正循环”。

2016 年 4 月，他的团队揭示出 Cpf1（Cpf1 是一类 CRISPR 细菌免疫系统的效应蛋白，现被用作新型基因编辑工具）的工作机理，该研究论文《CRISPR-Cpf1 结合 crRNA 的复合物晶体结构》在线发表于《自然》。

科学家目前已初步了解，某些疾病的出现是由于 DNA 序列出现了问题。但如何精确地改变和操控这类 DNA，人类还只能“摊手”。

这类致病 DNA 也正是诱发癌症、艾滋病等疾病的“元凶”，而 CRISPR-Cpf1 则可修复这些“出了问题”的 DNA，但 CRISPR-Cpf1 的分子机制一直无法揭示。

此次，黄志伟团队破译 CRISPR-Cpf1 的运行机制，对认识细菌如何通过 CRISPR-Cpf1 系统抵抗病毒入侵的分子机理具有十分重要的科学意义，而且为进一步改造 Cpf1 系统，使之为全新的基因编辑系统提供了结构基础，离战胜癌症和艾滋病等疾病更近了一步。

黄志伟生动地将 Cpf1 基因编辑系统比作“基因剪刀手”，这是中国人第一次解析该类型的基因编辑机制。

“当承包老板，做科研没意义。”黄志伟直言不讳。他认为，团队中科研经历丰富的教授，理应比学生更勤奋，不能当“甩手掌柜”。“教授对自己的实验室最熟，重要的实验要亲手操作，要亲眼看到每个实验变化。”他边说，边接过一旁学生递给他的材料，在上面签字。

“因为没时间打理，他经常‘胡子拉碴’。对自己的形象不大上心，但他对学生的实验却格外上心。亲自给我们示范试验动作和流程。甚至我的试验笔记都认真看，每天都会批评我！”黄志伟的一位学生对科技日报记者说。

做科研是件很享受的事

今年 4 月 28 日，黄志伟团队揭示链球菌基因编辑“刹车系统”分子机制的相关研究成果再次在《自然》上刊出。

“杂志只是载体上的体现，重点还得看成果。”虽已在《自然》发表多篇论文，黄志伟却显得十分谦虚。

该论文揭示了 Anti-CRISPR 蛋白 AcrIIA4 抑制链球菌活性的分子机制，有助于揭示细菌免疫系统与噬菌体防御系统的共进化分子机制，为精确控制链球菌基因编辑活性提供结构基础。

在黄志伟看来，基因编辑或许能改写生命的蓝图，但也要认识到，人类不仅需要利用基因编辑系统，还要对其进行控制，减少基因编辑“脱靶”带来的负面作用。

“可以把链球菌 SpyCas9 基因编辑系统比作一枚‘导弹’，RNA（遗传信息载体）就像‘制导系统’，负责把‘导弹’引导至目标，链球菌 SpyCas9 核酸酶是‘炸药’，用它摧毁目标 DNA。”黄志伟告诉科技日报记者，当基因编辑“脱靶”时，这枚“导弹”将有失控的可能。

多年来，保持着“7-11”习惯的黄志伟并没有觉得累，反而总是说：“没觉得很辛苦，真正做科研的人，差不多都是这样吧！”如果哪天在办公室看不到他，学生们就会好奇地问：“黄老师去哪里了，这不像他的风格啊！”

十几年如一日的坚持，正是源自内心的热爱。学生们向科技日报记者说：“一旦聊上他喜欢的生命学科，黄老师就会滔滔不绝，聊一两个小时还是意犹未尽。”

在黄志伟眼里，做科研是件很享受的事。“做科研，不时有新的发现，而我们是世界上第一个发现的人，这很酷。”他说。

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