第五百九十八章 敲定实验方案
昆市，姑苏大学三清分校。
叮铃铃~
早上八点整，上课铃声准时响起。
黄勤站在门口，一阵狼吞虎咽，吃掉手中最后一个包子，随手把塑料袋扔进垃圾桶，然后踩着铃声走进了教室。
随便找了个角落，掏出一本厚厚的教科书，认真听起课来。
重返课堂快一年了，他早已习惯了这种来去如风，公司，家和学校三点一线的忙碌生活。
每天上午来学校上两堂课，中午在食堂吃个饭，下午赶回公司干活，晚上回家再看看文献，跟导师同学联络下感情，12点倒头就睡，一来二去，竟然喜欢上了这种异常充实的感觉。
今天是专业课《细胞工程技术》，老师在讲台上讲得口沫横飞，同学们在下面昏昏欲睡，只有他听得精神抖擞。
尤其是老师讲到《动物细胞工程》这一章，黄勤一听就乐了。
“哈哈，动物细胞培养，动物体细胞核转移技术和克隆动物，动物细胞融合。”
“这课程我太熟了，简直都能上台教课了。”
“老师这ppt多少年没换了，还在讲克隆羊多利的培育过程呢。”
“期末考试又得考100分了，多不好意思。”
黄勤想到这里，忍不住挠了挠头，憨憨一笑。
他这个硕博连读，2年硕士+3年博士，基本上所有课程都安排在了研一，从研二开始就要正式选课题，为科研热身了。
几门专业必修课，什么《高等生物化学》，《细胞生物学》，《分子生物学》，还有这门《细胞工程技术》，全都是他耳熟能详，每天工作用得熟极而流的内容。
所以不出意外的话，基本上都能考满分。
让他头疼的反而是马哲，学术道德这种公共课，根本没时间复习，只能考前拿着笔记死记硬背，以60分出头的成绩惊险过关。
英语的话，他跟威廉姆斯混了几年，早就锻炼出来了，不管是研究生英语还是专业英语，考个八九十分都没有问题。
至于那些选修课，什么动物模型应用，常用实验技术，分子药理学，基因组学研究，蛋白质工程，电子显微镜观察与活细胞检测技术，等等。
对他来说全都了如指掌，熟的不能再熟，就跟菜场买菜一样，闭着眼睛答题都行。
哐哐一顿操作猛如虎，考完一看99。
剩下文献论述课，他把以前写的一篇读书笔记改了改交上去，就引来老师一顿夸赞。
总之，这些课上下来，他震惊地发现一切都简单得不可思议，考试拿高分比吃饭喝水都容易。
而他也彻底完成了从学渣到学霸的华丽转身，治愈了长期以来对考试的恐惧心结。
除此之外，学校生活算得上轻松宜人，是从实验室的刻板生活中投来的片刻小憩。
一上午的课程转瞬即逝，黄勤光速跑去食堂，打包了两份盒饭，兴冲冲地跑去实验室。
“老师，我给你带了一份饭，有你最爱的鸡腿。”
黄勤打开饭盒，露出油光铮亮的大鸡腿，他知道老师一般吃饭比较晚，就顺手给他带了一份。
杜彪抬起头，眼神复杂地看着他：“黄勤啊，辛苦你了。”
这个学生确实没得说，虽然有时候说话过于直白，但是勤奋好学，开朗热情，还能带资进组，有这样能打的学生，每个导师半夜做梦都能笑醒。
他昨晚就差点半夜笑醒了。
黄勤夹着鸡腿，大口大口啃得满嘴是油，还不忘提醒老师。
“老师，你快点吃，菜都快凉了。”
杜彪只好跟着一起吃起来，只不过他心里有事，最爱的鸡腿吃在嘴里也是索然无味。
好不容易吃完，他擦了擦嘴，心里迫不及待，嘴上却装着云淡风轻的样子，问道。
“小黄，你说的那个课题，有什么想法和思路了吗？要不要我们一起商量一下？”
黄勤点了点头，神情变得严肃起来。
“老师，我的思路是这样的，主要分为两步走。”
“第一步是解决猪作为异种器官来源本身的一些问题。”
“猪作为理想的人类器官供源在移植学界已经趋于共识，但需要解决病毒感染，免疫排斥反应以及凝血功能异常等问题，才能算得上一个合格的供源。”
“病毒感染这方面，很好解决，可以通过无菌环境饲养，筛选供体的方法，避免肝炎病毒，巨细胞病毒，淋巴性疱疹病毒等病原体感染受体。”
“此外，基因编辑技术也能敲除猪的内源性逆转录病毒，降低进入人体后的感染风险。不过这些猪器官还没有植入过人体，潜在风险还需要进一步的临床验证。”
“至于免疫排斥方面，相较于同种器官移植，异种器官移植的免疫排斥反应更加严重，也更加复杂。但我们可以通过基因编辑敲除特定抗原基因，转入人源化基因，这样可以有效抑制移植排斥反应的发生。”
“学术界已经发现了29个相关免疫基因，其中21个需要插入的外源基因，8个需要突破或敲除的内源基因。”
“我们的第一步研究就是要先搞清楚不同的基因组合，看看哪种基因组合对哪种器官移植效果最好。”
“听起来似乎工作量很大，不过很多基因已经有了明确的研究结果，我们只需要进行排列组合研究，再验证结果就行了。”
“至于验证方式嘛，可以选择非人灵长类动物，把基因修饰过的猪的内脏，移植到猕猴或者狒狒体内，观察它们的存活时间，再对器官的功能，凝血参数，以及受体活性进行测定，就能知道移植器官的结果了。”
杜彪越听越是心惊，不愧是能带飞导师的领军学生，不但能自己选择课题，还对课题的解决方法有了深入且可行的思考。
他想要发表一点意见，但张开嘴却不知道说什么，欲言又止了好一会，才缓缓吐出两个字。
“很好。”
想了想，又补充道：“思路清晰，目标明确，干得漂亮！”
黄勤憨厚地笑了笑：“谢谢老师夸奖，基因排列组合验证这块，工作比较简单，又很繁琐，可能需要老师和同学的帮忙。”
“毕竟有29个基因呢，也不排除研究过程中又会发现新的影响基因。”
杜彪沉吟道：“你考虑得很周到，如果要穷尽这几十个基因所有的排列组合方式，需要开展的实验数量是极其庞大的，不过这里面肯定有一些关键基因，我们只要抓住几个关键基因，就能出结果。”
“所以工作量其实也没那么大。我们可以使用一些数学方法，比如穷举法来进行筛选。然后经过一些精心设计的实验，找出几个关键基因。”
说到这里，他露出了一丝自信的微笑：“你导师我当年数学成绩还是数一数二，这方面的研究分析，肯定没问题。”
黄勤连连点头：“太好了，老师这么说，我就放心了。”
“至于算法和验证，老师你不用担心，三清有强大的人工智能，只要你们把实验数据都记录好，我把数据拿回去跑跑模拟，应该能很快出分析结果。”
杜彪脸上的笑容顿时垮了下来，他想起了三清的AI诊断，不由心下一沉。
黄勤见老师脸色不好，赶紧安慰道：“不过AI分析和模拟能力再强，没有老师和同学辛苦做实验，也没有数据可分析啊。呵呵。”
“说得也是。”杜彪脸色恢复了正常，缓缓说道。
“对了，你刚才说课题分为两步，第一步说了，后面的方案呢？”
黄勤清了清嗓子，回到正题上来，继续说道。
“第二步啊，这个跟干细胞研究有关，也跟胚胎发育有关。”
“您应该很清楚，任何动物从受精卵发育成胚胎，不但要接受祖传DNA的指令，也受到细胞外组织的影响。”
“体外细胞培养无法模拟体内细胞与细胞间，细胞与组织间的复杂相互作用，而这些相互作用是器官形成所必须的。”
“就好像一个人能不能成才，除了自己的智商，家庭教育也很重要。”
“再聪明的孩子，如果有一个悲剧的童年，恐怕也很难不长成歪脖子树啊。”
“言归正传，我们研究猪的最终目的还是用它来培育人的器官。”
“本来不同物种之间是有隔离的，猪是不可能长出人的器官来的。”
“但幸运的是，我们所有的哺乳动物，都来自同一个老祖宗，虽然关系有远近，但毕竟同生同源，大家都是从单细胞生物进化来的，共享同一套底层细胞运行机制。”
“这无疑给异种移植带来了一个天大的机会。”
“只要掌握天机，就能让干细胞言听计从，自动生长出我们想要的器官。”
“到底该怎么办呢，就是对宿主动物进行改造，为所需要的器官人为创造出一个龛位。”
“只要对宿主胚胎进行改造，使其失去形成某种器官的能力，就能在原本的位置上留出一个空位。”
“然后再把人类的干细胞注射进宿主的胚胎，就能急速填补这个空缺，自动长出本来长不出的器官。”
“整个过程相当奇妙，堪称自然界最伟大的奇迹之一。”
“就好像你改造一个小鼠，敲掉一个关键基因，让它无法产生免疫系统的白细胞，然后你再把正常小鼠的干细胞注射进去。”
“这些被注射进胚胎的干细胞一开始没有特定的命运，它们拥有可以发育成任何类型组织的潜力，但是浑浑噩噩，完全不知道自己该干嘛。”
“随着胚胎的发育，胚胎中原有的细胞似乎在说，是时候产生免疫细胞了，等等，我们没有产生白细胞的基因，啊，看，这些外来户有，干脆让它们承担这个任务吧。”
“更神奇的是，这些外来户还真听话，听到指令后，真的发育成了白细胞。”
“可见胚胎发育中，如果它们有什么缺陷，就会利用来自别的生物体的合适细胞，主动填补一个空白的组织龛位。”
“人为地创造一个龛位就能够诱发这个过程。”
“同样的办法也适用于胰腺，肾脏，肝脏，等等器官。”
“跨物种的应用同样有效，如果做一个大鼠和小鼠之间的跨物种实验。”
“大鼠虽然没有胆囊，但是细胞依然拥有形成胆囊组织的能力，条件允许的话，小鼠胚胎能发出‘是时候长出胆囊’的信号，从而解锁这种能力。”
“这种能力来自于大鼠和小鼠进化上的共同祖先，这位祖先是有胆囊的，只是大鼠的胆囊在进化过程中消失了。然而大鼠的细胞仍然把胆囊的发育指令铭记在心，就像保存它们进化历史的记忆一样。”
“不过这方法在人和猪身上就没那么简单了。”
“一方面实验时间更长，猪的妊娠期为3个月，而小鼠只有3周。”
“另一方面，人类和猪在进化上的亲缘关系比小鼠和大鼠的亲缘关系要远得多。”
“猪体内可以制造出器官的龛位。在移植了另一头猪的胚胎干细胞后，缺乏胰腺发育关键基因的猪胚胎确实能够长出胰腺。”
“但是把人的诱导多能干细胞导入囊胚期的猪胚胎，这些干细胞的存活率却很低，只有一小部分细胞能够存活下来，发育成肌肉以及一些器官的前体细胞。
“同样的，人诱导多能干细胞也能在牛胚胎中存活，但存活率同样不高。”
说到这里，杜彪兴奋地插嘴道：“这个原因我知道，我看过一篇论文，差异过大的物种，干细胞之间会产生竞争，彼此杀死对方。”
“这种物种间的进化差异，能够形成有效的发育壁垒，保持物种之间的隔离，不会长出奇奇怪怪的生物出来。”
“啪啪啪！”黄勤用力鼓掌道：“老师真是博学多才。”
他话题一转，说道：“这个论文我也看过，好像是两年前《nature》上面的一篇论文。”
“研究发现只要抑制NFKB信号通路在人源IPS干细胞中的激活，就能够抑制细胞间的竞争以及凋亡，提高人鼠嵌合胚胎的存活率。”
“不同物种之间存在不同水平的竞争力状态，大鼠和小鼠，人跟猴子之间，干细胞竞争力相似，所以就不会出现细胞竞争现象。”
“但是人跟猪，牛，老鼠，彼此干细胞的相对竞争力不同，所以会导致细胞战争的发生，竞争力强的细胞直接诱发弱者的凋亡，至于孰强孰弱则取决于两者之间的进化距离。”
“所以只要我们敲除猪的相关基因，就能让猪长出人的器官来。”
“这条路是非常明确而有前景的，只是目前还没有人找到出口，拿出最终的成果。”
“老师！”黄勤紧紧握住杜彪的双手，神情激动地说道。
“前途一片光明，只争朝夕不负韶华！”
“只要拿下这座科学王冠上的明珠，老师你的杰青，稳了！”
杜彪反手握住学生的手，也是兴奋不已，颤声说道。
“上九天揽月，下五洋捉鳖，皆在弹指一挥间！”
“老师能不能当上杰青，全靠你的培养了！”
(本章完)
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