黄岩谊:这是一个典型的多学科交叉的问题;既是一个科学问题,也是一个工程问题。ECC测序法从科学上讲,并不神秘,它不是一个“发现”型的科学问题,但是仍然需要解决一些非常关键的而且挺有挑战性的细节问题,不是简单地应用已有知识。例如,开发测序用的微流控芯片,研究测序酶反应的物理化学过程,新型荧光核苷酸底物的有机合成,信息论编码解码的理论开发等等。这些问题每一个即使独立地看,也都是很有趣的科学问题。但是,光解决这些科学问题,还只是长途旅行的开始,并不能保证能走到结束。更重要的是,研究中需要从工程科学的角度考虑问题,保证这一方法不仅仅只是纸上谈兵,写出可能性;而是可以在实验室做出原理样机,验证可行性。
在研究过程中,还是很艰苦的;很多时候不能直接感觉到关键突破口在哪里,需要花很多时间摸索,才逐渐了解解决关键问题的途径。然后,还是艰苦的“学习-尝试-犯错-改正”循环。很多已有的知识,不能直接应用,需要融会贯通后,才能理解是否可以应用于解决我们的问题,期间犯过很多错误,也走过弯路。所以,对于工程问题的解决,不是简单地应用一些已有的技术或知识,而是需要从基本原理出发,从基础科学出发,理解并解决了一个个的科学问题,才能解决工程问题。
►论文作者之一、博士研究生周文雄,承担了关键的数学推导、算法优化以及编程实现
《知识分子》:这么难的事情干成了,是不是特别有成就感?
黄岩谊:讲原理很简单,这个我不觉得有什么骄傲的。但是我觉得把它做成,我个人评价还是蛮优雅的。最初也没想到会有这么艰难,但是干了也就干了,慢慢你就发现它有趣的地方在哪儿了。当然,也有很多没干出来的时候,一般外人不知道,人们多数看到的都是干出来了的,只看见贼吃肉,没看见贼挨打。
《知识分子》:用7年的时间发一篇文章,课题组是怎么挺过来的?
黄岩谊:论文中所展示的数据和进展,实际上是2014年年底之前的结果。2015年之后的进展,更加有意思,只不过现在还没有总结。2014年的下半年,当我们获得预期的实验结果时,是最令人激动的时刻。而后,从2015年的春节开始,我们花了一年时间,断断续续地画图,试图将这一工作更加清晰、更加有条理地展示;然后又花了大约一年时间断断续续把论文写了,论文的写作工作量也不小;最后投稿到发表大约又是一年。论文的第一作者陈子天,是这个工作最主要的推动者,他开始做这个课题的时候,还是我实验室的一个本科生,做着做着博士都毕业了,现在是博士后。
虽然文章发在一个高分杂志上,但这并不是我们最看重的,能把这个想法在工程上实现才更有挑战性,也更有价值。
最难熬的不是做实验,而是没钱干活了。2013年,我们经历了一段时间的困难,那时经费紧张,无法维持应有的研发速度,那时候差点儿就放弃了,工作陷入停顿,人员也不容易稳定,但是我们团队几个核心成员还是挺了下来,熬过了最艰苦的一年。后来得到了国家自然科学基金的支持,特别是自然科学基金开始支持具有原创性的科研仪器设备的研究,这个特别符合我们这个课题的理念。有了这些经费的支持,才有了2014年的那些数据,才写成了这篇论文。2015年和2016年,我分别加入了北大-清华生命科学联合中心和北京未来基因诊断高精尖创新中心,得到一些稳定经费的支持,使得这个工作的一些后续工作可以持续开展下去。
《知识分子》:整个研究取得突破的关键是不是采用ECC策略的idea?
黄岩谊:将ECC编码改错方法与荧光发生SBS测序化学的结合,是重要的一个想法,挺好的;然而如何做出来,却不是有了想法就可以轻松实现的,也不是增加人手或者查查文献就能解决的。
我们借鉴了一个在信息传播跟通信领域已经用了很长时间的一个思想,这个不难想,我从来觉得idea不重要,或者说是idea重要,但idea不值钱,最重要的是怎么把它做出来。做到比想到更重要。
我一点不觉得扔出一个ECC概念是什么神奇的事情,你看任何一本讲通讯的书里面,都会有这样的知识,教课书20世纪50年代写的跟现在一样清楚。我觉得能把它做出来,里面每一步的细节都是要花时间的,所以它是一个很有趣的课题。我们里面除了化学,还需要想很多数学、工程、编程、生物学的不同问题,它是一个整合到一起的多学科的课题。对学生来说,挑战很大,学生需要能够自主的很快从一个学科跳到另一个学科,把它融合到一起。然后还需要一个小团队,把每个学生比较擅长的地方,能够融到一起。
►论文作者之一、博士研究生康力,绝大多数最后获取的用于统计的测序实验,原始结果都出自他手
《知识分子》:你如何评价课题组的几位成员?
黄岩谊: 我特别感谢这个优秀的团队,在过去几年中,能够有机会和这样一个团队一起工作,同甘共苦,我觉得非常幸运。论文的作者名单中,每个人都非常重要,都不可替代。拿篮球队做个比喻,陈子天、周文雄、乔朔、康力、段海峰,他们五个是场上队员,是真正的主角;我和谢晓亮教授,就算教练和领队吧。
尤其要说到第一作者陈子天博士,他就是场上队长了。他参与了全部的研究内容,从底物的测定、样机的研发到数据的处理,从总体上把握并协调了具体的实验工作和数据处理流程,是这个课题得以顺利进展的核心人物。他本科毕业于北京大学化学学院,博士毕业于北京大学工学院。在七年过程中,他从课题的第一天开始,就一直在团队中,并随着课题的进行,从一个本科生成长成为一个优秀的科学家,不仅具有严谨的科学态度,而且同时掌握了工程科学的管理技能,具有巨大的潜力。最近几年,他一直带领团队的其他成员持续推进ECC测序法的进一步进展。
一个球队,不是只有场上队员。我们这个课题也是这样,许多人在这些年的摸索中提供了重要的帮助和支持,虽然没能成为论文的作者,但是他们功不可没。