第五百九十八章 敲定實驗方案
昆市，姑蘇大學三清分校。
叮鈴鈴 早上八點整，上課鈴聲準時響起。
黃勤站在門口，一陣狼吞虎咽，吃掉手中最后一個包子，隨手把塑料袋扔進垃圾桶，然后踩著鈴聲走進了教室。
隨便找了個角落，掏出一本厚厚的教科書，認真聽起課來。
重返課堂快一年了，他早已習慣了這種來去如風，公司，家和學校三點一線的忙碌生活。
每天上午來學校上兩堂課，中午在食堂吃個飯，下午趕回公司干活，晚上回家再看看文獻，跟導師同學聯絡下感情，12點倒頭就睡，一來二去，竟然喜歡上了這種異常充實的感覺。
今天是專業課《細胞工程技術》，老師在講臺上講得口沫橫飛，同學們在 尤其是老師講到《動物細胞工程》這一章，黃勤一聽就樂了。
“哈哈，動物細胞培養，動物體細胞核轉移技術和克隆動物，動物細胞融合。”
“這課程我太熟了，簡直都能上臺教課了。”
“老師這ppt多少年沒換了，還在講克隆羊多利的培育過程呢。”
“期末考試又得考100分了，多不好意思。”
黃勤想到這里，忍不住撓了撓頭，憨憨一笑。
他這個碩博連讀，2年碩士3年博士，基本上所有課程都安排在了研一，從研二開始就要正式選課題，為科研熱身了。
幾門專業必修課，什么《高等生物化學》，《細胞生物學》，《分子生物學》，還有這門《細胞工程技術》，全都是他耳熟能詳，每天工作用得熟極而流的內容。
所以不出意外的話，基本上都能考滿分。
讓他頭疼的反而是馬哲，學術道德這種公共課，根本沒時間復習，只能考前拿著筆記死記硬背，以60分出頭的成績驚險過關。
英語的話，他跟威廉姆斯混了幾年，早就鍛煉出來了，不管是研究生英語還是專業英語，考個八九十分都沒有問題。
至于那些選修課，什么動物模型應用，常用實驗技術，分子藥理學，基因組學研究，蛋白質工程，電子顯微鏡觀察與活細胞檢測技術，等等。
對他來說全都了如指掌，熟的不能再熟，就跟菜場買菜一樣，閉著眼睛答題都行。
哐哐一頓操作猛如虎，考完一看99。
剩下文獻論述課，他把以前寫的一篇讀書筆記改了改交上去，就引來老師一頓夸贊。
總之，這些課上下來，他震驚地發現一切都簡單得不可思議，考試拿高分比吃飯喝水都容易。
而他也徹底完成了從學渣到學霸的華麗轉身，治愈了長期以來對考試的恐懼心結。
除此之外，學校生活算得上輕松宜人，是從實驗室的刻板生活中投來的片刻小憩。
一上午的課程轉瞬即逝，黃勤光速跑去食堂，打包了兩份盒飯，興沖沖地跑去實驗室。
“老師，我給你帶了一份飯，有你最愛的雞腿。”
黃勤打開飯盒，露出油光錚亮的大雞腿，他知道老師一般吃飯比較晚，就順手給他帶了一份。
杜彪抬起頭，眼神復雜地看著他：“黃勤啊，辛苦你了。”
這個學生確實沒得說，雖然有時候說話過于直白，但是勤奮好學，開朗熱情，還能帶資進組，有這樣能打的學生，每個導師半夜做夢都能笑醒。
他昨晚就差點半夜笑醒了。
黃勤夾著雞腿，大口大口啃得滿嘴是油，還不忘提醒老師。
“老師，你快點吃，菜都快涼了。”
杜彪只好跟著一起吃起來，只不過他心里有事，最愛的雞腿吃在嘴里也是索然無味。
好不容易吃完，他擦了擦嘴，心里迫不及待，嘴上卻裝著云淡風輕的樣子，問道。
“小黃，你說的那個課題，有什么想法和思路了嗎？要不要我們一起商量一下？”
黃勤點了點頭，神情變得嚴肅起來。
“老師，我的思路是這樣的，主要分為兩步走。”
“第一步是解決豬作為異種器官來源本身的一些問題。”
“豬作為理想的人類器官供源在移植學界已經趨于共識，但需要解決病毒感染，免疫排斥反應以及凝血功能異常等問題，才能算得上一個合格的供源。”
“病毒感染這方面，很好解決，可以通過無菌環境飼養，篩選供體的方法，避免肝炎病毒，巨細胞病毒，淋巴性皰疹病毒等病原體感染受體。”
“此外，基因編輯技術也能敲除豬的內源性逆轉錄病毒，降低進入人體后的感染風險。不過這些豬器官還沒有植入過人體，潛在風險還需要進一步的臨床驗證。”
“至于免疫排斥方面，相較于同種器官移植，異種器官移植的免疫排斥反應更加嚴重，也更加復雜。但我們可以通過基因編輯敲除特定抗原基因，轉入人源化基因，這樣可以有效抑制移植排斥反應的發生。”
“學術界已經發現了29個相關免疫基因，其中21個需要插入的外源基因，8個需要突破或敲除的內源基因。”
“我們的第一步研究就是要先搞清楚不同的基因組合，看看哪種基因組合對哪種器官移植效果最好。”
“聽起來似乎工作量很大，不過很多基因已經有了明確的研究結果，我們只需要進行排列組合研究，再驗證結果就行了。”
“至于驗證方式嘛，可以選擇非人靈長類動物，把基因修飾過的豬的內臟，移植到獼猴或者狒狒體內，觀察它們的存活時間，再對器官的功能，凝血參數，以及受體活性進行測定，就能知道移植器官的結果了。”
杜彪越聽越是心驚，不愧是能帶飛導師的領軍學生，不但能自己選擇課題，還對課題的解決方法有了深入且可行的思考。
他想要發表一點意見，但張開嘴卻不知道說什么，欲言又止了好一會，才緩緩吐出兩個字。
“很好。”
想了想，又補充道：“思路清晰，目標明確，干得漂亮！”
黃勤憨厚地笑了笑：“謝謝老師夸獎，基因排列組合驗證這塊，工作比較簡單，又很繁瑣，可能需要老師和同學的幫忙。”
“畢竟有29個基因呢，也不排除研究過程中又會發現新的影響基因。”
杜彪沉吟道：“你考慮得很周到，如果要窮盡這幾十個基因所有的排列組合方式，需要開展的實驗數量是極其龐大的，不過這里面肯定有一些關鍵基因，我們只要抓住幾個關鍵基因，就能出結果。”
“所以工作量其實也沒那么大。我們可以使用一些數學方法，比如窮舉法來進行篩選。然后經過一些精心設計的實驗，找出幾個關鍵基因。”
說到這里，他露出了一絲自信的微笑：“你導師我當年數學成績還是數一數二，這方面的研究分析，肯定沒問題。”
黃勤連連點頭：“太好了，老師這么說，我就放心了。”
“至于算法和驗證，老師你不用擔心，三清有強大的人工智能，只要你們把實驗數據都記錄好，我把數據拿回去跑跑模擬，應該能很快出分析結果。”
杜彪臉上的笑容頓時垮了下來，他想起了三清的AI診斷，不由心下一沉。
黃勤見老師臉色不好，趕緊安慰道：“不過AI分析和模擬能力再強，沒有老師和同學辛苦做實驗，也沒有數據可分析啊。呵呵。”
“說得也是。”杜彪臉色恢復了正常，緩緩說道。
“對了，你剛才說課題分為兩步，第一步說了，后面的方案呢？”
黃勤清了清嗓子，回到正題上來，繼續說道。
“第二步啊，這個跟干細胞研究有關，也跟胚胎發育有關。”
“您應該很清楚，任何動物從受精卵發育成胚胎，不但要接受祖傳DNA的指令，也受到細胞外組織的影響。”
“體外細胞培養無法模擬體內細胞與細胞間，細胞與組織間的復雜相互作用，而這些相互作用是器官形成所必須的。”
“就好像一個人能不能成才，除了自己的智商，家庭教育也很重要。”
“再聰明的孩子，如果有一個悲劇的童年，恐怕也很難不長成歪脖子樹啊。”
“言歸正傳，我們研究豬的最終目的還是用它來培育人的器官。”
“本來不同物種之間是有隔離的，豬是不可能長出人的器官來的。”
“但幸運的是，我們所有的哺乳動物，都來自同一個老祖宗，雖然關系有遠近，但畢竟同生同源，大家都是從單細胞生物進化來的，共享同一套底層細胞運行機制。”
“這無疑給異種移植帶來了一個天大的機會。”
“只要掌握天機，就能讓干細胞言聽計從，自動生長出我們想要的器官。”
“到底該怎么辦呢，就是對宿主動物進行改造，為所需要的器官人為創造出一個龕位。”
“只要對宿主胚胎進行改造，使其失去形成某種器官的能力，就能在原本的位置上留出一個空位。”
“然后再把人類的干細胞注射進宿主的胚胎，就能急速填補這個空缺，自動長出本來長不出的器官。”
“整個過程相當奇妙，堪稱自然界最偉大的奇跡之一。”
“就好像你改造一個小鼠，敲掉一個關鍵基因，讓它無法產生免疫系統的白細胞，然后你再把正常小鼠的干細胞注射進去。”
“這些被注射進胚胎的干細胞一開始沒有特定的命運，它們擁有可以發育成任何類型組織的潛力，但是渾渾噩噩，完全不知道自己該干嘛。”
“隨著胚胎的發育，胚胎中原有的細胞似乎在說，是時候產生免疫細胞了，等等，我們沒有產生白細胞的基因，啊，看，這些外來戶有，干脆讓它們承擔這個任務吧。”
“更神奇的是，這些外來戶還真聽話，聽到指令后，真的發育成了白細胞。”
“可見胚胎發育中，如果它們有什么缺陷，就會利用來自別的生物體的合適細胞，主動填補一個空白的組織龕位。”
“人為地創造一個龕位就能夠誘發這個過程。”
“同樣的辦法也適用于胰腺，腎臟，肝臟，等等器官。”
“跨物種的應用同樣有效，如果做一個大鼠和小鼠之間的跨物種實驗。”
“大鼠雖然沒有膽囊，但是細胞依然擁有形成膽囊組織的能力，條件允許的話，小鼠胚胎能發出‘是時候長出膽囊’的信號，從而解鎖這種能力。”
“這種能力來自于大鼠和小鼠進化上的共同祖先，這位祖先是有膽囊的，只是大鼠的膽囊在進化過程中消失了。然而大鼠的細胞仍然把膽囊的發育指令銘記在心，就像保存它們進化歷史的記憶一樣。”
“不過這方法在人和豬身上就沒那么簡單了。”
“一方面實驗時間更長，豬的妊娠期為3個月，而小鼠只有3周。”
“另一方面，人類和豬在進化上的親緣關系比小鼠和大鼠的親緣關系要遠得多。”
“豬體內可以制造出器官的龕位。在移植了另一頭豬的胚胎干細胞后，缺乏胰腺發育關鍵基因的豬胚胎確實能夠長出胰腺。”
“但是把人的誘導多能干細胞導入囊胚期的豬胚胎，這些干細胞的存活率卻很低，只有一小部分細胞能夠存活下來，發育成肌肉以及一些器官的前體細胞。
“同樣的，人誘導多能干細胞也能在牛胚胎中存活，但存活率同樣不高。”
說到這里，杜彪興奮地插嘴道：“這個原因我知道，我看過一篇論文，差異過大的物種，干細胞之間會產生競爭，彼此殺死對方。”
“這種物種間的進化差異，能夠形成有效的發育壁壘，保持物種之間的隔離，不會長出奇奇怪怪的生物出來。”
“啪啪啪！”黃勤用力鼓掌道：“老師真是博學多才。”
他話題一轉，說道：“這個論文我也看過，好像是兩年前《nature》上面的一篇論文。”
“研究發現只要抑制NFKB信號通路在人源IPS干細胞中的激活，就能夠抑制細胞間的競爭以及凋亡，提高人鼠嵌合胚胎的存活率。”
“不同物種之間存在不同水平的競爭力狀態，大鼠和小鼠，人跟猴子之間，干細胞競爭力相似，所以就不會出現細胞競爭現象。”
“但是人跟豬，牛，老鼠，彼此干細胞的相對競爭力不同，所以會導致細胞戰爭的發生，競爭力強的細胞直接誘發弱者的凋亡，至于孰強孰弱則取決于兩者之間的進化距離。”
“所以只要我們敲除豬的相關基因，就能讓豬長出人的器官來。”
“這條路是非常明確而有前景的，只是目前還沒有人找到出口，拿出最終的成果。”
“老師！”黃勤緊緊握住杜彪的雙手，神情激動地說道。
“前途一片光明，只爭朝夕不負韶華！”
“只要拿下這座科學王冠上的明珠，老師你的杰青，穩了！”
杜彪反手握住學生的手，也是興奮不已，顫聲說道。
“上九天攬月，下五洋捉鱉，皆在彈指一揮間！”
“老師能不能當上杰青，全靠你的培養了！”
(本章完)