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专访澳大利亚总理科学奖获得者杨剑、金大勇

 
撰文 | 赵亚杰 
责编 | 陈晓雪
 
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2017年10月18日,澳大利亚总理科学奖(The Prime Minister's Prizes for Science)在澳大利亚首都堪培拉的议会大厦揭晓。昆士兰大学的中国籍教授杨剑和悉尼科技大学的华裔教授金大勇分别获得年度生命科学家奖以及年度物理科学家奖。
 
总理科学奖是澳大利亚的最负盛名的科学奖项,每年颁发一次,用以表彰在科学研究、科学创新以及在科学教育中作出杰出贡献的人员。据金大勇教授介绍,获奖人国籍不限,但近五年的工作要在澳大利亚完成,并对澳大利亚的经济、社会产生较大的影响。总理科学奖分为七个奖项,包括总理科学奖(Prime Minister's Prize for Science,这是一个终身成就奖)、总理创新奖、弗兰克·芬纳年度生物学家奖、马尔科姆·麦金托什年度物理学家奖、新创新者奖、初等教育科学教学突出贡献奖以及中等教育科学教学突出贡献奖。
 
杨剑:这个奖项也是对中国研究生教育的肯定
 
凭借着“创造了揭示身高、智力、肥胖以及精神分裂症的复杂遗传性的工具”,杨剑教授获得了本年度的弗兰克·芬纳生命科学家奖,奖金为五万澳元(约26万元人民币)。他是第一位获得该奖项的中国籍科学家,也是第二位获得该奖项的华人科学家。
 
杨剑在浙江大学获得学士学位和博士学位,博士研究领域为统计遗传学。2008年,杨剑前往昆士兰州医疗研究学院贝格霍夫医学研究所做博士后研究,2012年加入昆士兰大学。
 
根据总理科学奖官网介绍,杨剑的研究使得研究人员可以确定复杂疾病背后的遗传因素,为新药研发以及遗传风险的确定开辟的新的途径。杨剑教授开发了一种用以分析基因组变异的新的统计方法并且表明基因组中大量遗传变异体与肥胖、认知能力以及精神分裂症的基因变异相关。要了解复杂性状以及疾病的遗传性需要分析数十万甚至上百万个基因组。杨剑正在开发大规模分析基因组的工具,而世界各地的数千名遗传学家也正在使用他已开发的软件。他的主要研究兴趣为开发新的方法以及软件工具,利用高通量遗传以及基因组数据,更好地了解复杂性状以及疾病的遗传结构。
 
以下为《知识分子》专访杨剑教授内容:
 
《知识分子》:作为第一位获得该奖项的中国人,您有何感想?
 
杨剑:我不是第一个获得这个奖项的中国人(因为奖项官网只显示了该奖项更为现名之后的获奖名单,所以我们采访前误认为杨剑教授是第一位获得该奖项的华人,经查第一位获得该奖项的华人是2011年该奖项的得主悉尼大学的陈敏教授)。这个奖项是对我和同事多年来在统计遗传学领域一些工作的肯定。对于我个人而言,也是一种促进,让我今后更努力的工作。
 
《知识分子》:能否介绍一下您的研究有哪些重要意义?
 
杨剑:我们人类常见的性状(如身高,智商)和疾病(如肥胖&精神分裂)大多是复杂性状。大部分的常见疾病都没有特效的根治药物,最主要的原因就是我们对疾病的发生机理不够了解、药物设计不能做到有的放矢。
 
我们的工作利用统计学方法,对和医疗与健康有关的性状进行遗传学大数据分析。
 
i)了解一个性状或者疾病到底有多大的程度是遗传因子(即DNA变异)决定的,换句话说就是估计这个性状的遗传率有多大;
ii)如果这个性状有很大程度是由DNA变异决定的,那么这些变异位点在基因组的哪些位置,它们对性状的效应分别有多大;
iii)这些DNA变异影响到了哪些基因;是通过怎么样的机制影响基因表达的;这些基因有什么功能;
iv)这些基因怎么样一起,最总导致性状的改变(或者疾病的发生)。
 
我们多年的研究显示,我们人类常见的性状(如身高,智商)和常见疾病(如肥胖和精神分裂)都是由成千上万的DNA变异影响的,每个变异位点的效应很小,但大量小效应的累加可以对性状产生很大的影响。这样的一种“微效多基因”的遗传结构是自然选择的结果(DNA突变对人类的生存和繁衍往往是不利的,大效应的DNA突变通常不能在群体中保留或者扩散)。这也解释了,为什么复杂性状的遗传机理看起来这么让人琢磨不透。
 
我们接下来的工作就是:
 
i)通过更大规模的大数据分析继续定位与性状关联的DNA变异位点;
ii)找到每个位点所影响的基因并研究它们的功能和致病机理;希望能找到几个关键的基因用于药物设计。另外一个重要研究方向就是通过更大规模的遗传学和基因组学的大数据分析,建立一个相对准确的预测模型,预测一个健康个体将来得病(如二型糖尿病、老年痴呆症)的概率。
 
《知识分子》:您是在浙江大学获得了您的本科与博士学位,对于中国科研的现状,您有没有什么看法呢?
 
杨剑:我是在中国(浙江大学)获得的博士学位。在某种程度上说,这个奖项也是对中国研究生教育的肯定。中国的科研已经逐步整体地接近世界一流水平,中国的科研人员在很多的领域都能和国际同行一起站起世界的前列。我对中国科学研究的未来非常乐观。
 
金大勇:我选择的是怒放的生命
 
凭借着“开发了一种可视化生命过程的新方法以及开发低成本便携式疾病探测技术”,金大勇教授获得了本年度的马尔科姆·麦金托什年度物理学家奖,奖金同样为五万澳元。他是澳洲历史上第一位获得该奖项的华人科学家。
 
2002年,金大勇在辽宁师范大学获得了科学学士学位,2007年在澳大利亚麦考瑞大学获得了物理学博士学位。2015年,金大勇加入悉尼科技大学担任全职教授并创建了生物医学材料以及设备研究所。
 
金大勇创造了一种新的显微镜,可以让我们观察细胞内部的活动。使用量子点、激光、纳米晶体以及其他技术,这种显微镜使得我们能够观察我们的免疫系统的内在作用,了解细菌如何抵抗抗体,以及在数以百万计的健康细胞中找到一个癌细胞。他现在正在与奥林巴斯合作,将他的发明商业化。他的目标不仅仅局限与此。金大勇希望未来可以开发出一种便携易用的设备,用以检测食物以及环境中的疾病、药物以及毒素。在澳大利亚研究委员会的支持之下,他正在与澳大利亚的企业寻求合作以生产这种设备。
 
以下为《知识分子》专访金大勇教授的部分内容:
 
《知识分子》:金教授,能否简单地介绍一下您的研究?
 
金大勇:我是做技术的,物理学出身,后来化学和材料做了很多。我们现在研究主要是在单细胞和亚细胞级别进行成像和信息储备、成像信息捕捉。我和北大席鹏教授合作很长时间,我们之前有几个合作的项目,其中有一个重点项目,正好今年也被国家基金委获批了。我们的合作也是做单细胞信息学,但是做的角度和其它的单细胞信息学稍微有所不同,所用的工具都是我们自己研发的。我们最近做了很多超分辨荧光纤维成像技术,这种技术在全世界非常领先,今年年初在《自然》发表了一个成果。
 
《知识分子》:作为第一个获得物理学家奖的华人科学家,如何看待这次年度科学家奖颁给两位华人科学家?
 
金大勇:今年的年度科学家奖,无论是理工,还是生命科学,获奖者都是我们华人科学家,这种现象是非常罕见的。在澳洲历史上,这是第一次两个华人科学家同时得奖。当然这说明了一个问题,我们未来还要加速崛起,可能未来还有更多的机会。现在看到的这些光环是以强大祖国作为后盾的。
 
我们的研究很大程度上得益于中国这几年科研的迅猛发展,我跟无数个人说过,包括跟澳大利亚领馆的同事们也经常讲。实际上,在海外的中国科学家自己更加努力,本身资质也不错,尤其在最近这几年,正赶上中国蓬勃发展。现在从全球来看,各个国家的科研经费投入都是走下坡路的,而中国是每年都在往上走,中国对科学的重视程度是远远超过世界其他任何国家的。所以,海外的华人实际上是其中一个非常直接的得益者,包括在双边科技交流、合作上。很感谢中国这几年的快速发展和对科研、科教的重视,这也是作为我们炎黄子孙一个非常值得骄傲的地方。
 
《知识分子》:您的太太Lisa在博客中写道,您刚来澳大利亚读博时一无所有,做PI也是一切从头开始。应该说,最初还是比较艰难的。
 
金大勇:我是2003年来澳洲,做研究的前半年实际上没有实验室。到后来好不容易有了一个小实验室,非常小的一个小屋子,又没有实验器材、实验设备,我又是做实验的,离不开这些。那时很多光学机械加工都是自己手动加工的,不可能花钱去买。3年前来到悉尼科技大学的时候,大部分的实验器材我们都没带,因为带不了,所以都留在原来的学校。我唯一带的是一个小箱子,这个小箱子里是什么?当年我读博士的时候加工的器件。我放到现在的实验室,学生根本不用,也不喜欢用,因为从精度、准确度确实不够。这是从学术生态圈里survive(生存下来)的一个必经之路,刚开始肯定很辛苦,包括作为一个华人,别人对你怎么看待的,怎么想你。我都不知道别人心里怎么想的,但是从自己来讲,既然出来了,一定要混出个样子,一定要做出个样子来。我2007年博士毕业,直到2012年才拿到终身教职。像这种经历我觉得不需要再描述,我想所有在海外的科学家,都有跟我非常相近的情况。不一定华人,凡是其它国家,像俄罗斯人或者其它的国家的学者到另外一个国家去读博士,开始他们的事业,刚开始都必须要克服很多困难。
 
我觉得这些困难很有用,它让你更加珍惜今天取得的一切,你看到今天的机会,比如博士刚毕业的时候,拿到一个基金是多么艰难。那个时候是无名之辈。现在可能更容易一些,虽然机会也不多。三年前,如果我不从原来的学校过来的话,我可以像大多数教授一样,开始放松,但我喜欢拼搏。我跟我的学生经常说,我选择的是怒放的生命。你的选择决定了,走了一步还是要看下一步,一直为自己的未来筹划。我自己更喜欢往前走,迅速往前走,不断地探索,看看自己到底有多大的潜力。
 
《知识分子》:您有什么想对中国的读者分享的吗?
 
金大勇:我希望通过做科研和科研上的合作,能够结交很多真正的有识之士,把国际合作都做起来,包括科学探索本身的合作,以科学技术为导向的技术开发型的商业合作、科技合作。我还是非常喜欢真正做点实事出来,把这事真正做出来。中澳科技合作是必然,因为澳洲相对来讲市场比较小,很多好的技术很难得到转化。另外,澳洲的好处是人家这边做科研的心比较静,可能杂事少一点,对功名利禄的追求稍微少一些,不像国内都讲量化、指标,最后搞得大家很难踏下心来做一些有深度的东西,这样对科学家来讲是非常大的挑战。在澳做科研比较安心,所以能产生真正很有影响力的东西,但是从资金方面、市场方面,澳洲科学家都需要和中国去合作。因为中国在资金和市场是澳洲远远达不到的,这给了中澳科学家,特别是在澳洲的华裔科学家一个非常大的机会。 
 
参考资料:
1. http://www.scienceinpublic.com.au/category/prime-ministers-prize
2. https://www.uts.edu.au/staff/dayong.jin
3. http://researchers.uq.edu.au/researcher/2713
4. http://science.gov.au/community/PrimeMinistersPrizesforScience/Pages/default.aspx
5. http://www.scienceinpublic.com.au/prime-ministers-prize/2017-malcolm-mcintosh
6. http://www.scienceinpublic.com.au/prime-ministers-prize/2017-frank-fenner-prize
7. https://news.sina.cn/2017-10-19/detail-ifymyyxw3645074.d.html
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