遨游魚類世界

遲艷艷

郭寶成，中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所研究員，博士生導(dǎo)師，魚類進(jìn)化與基因組學(xué)研究組組長(zhǎng)。2010～2016年先后在瑞士蘇黎世大學(xué)和芬蘭赫爾辛基大學(xué)做博士后研究。2016年被授予赫爾辛基大學(xué)進(jìn)化生物學(xué)Docent。2016入選中國(guó)科學(xué)院率先行動(dòng)“百人計(jì)劃”

（青年俊才候選人）。主要從事魚類比較基因組學(xué)和群體基因組學(xué)研究。迄今在BMC Biology、Molecular Biology and Evolution、Molecular Ecology等國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇。

魚類幾乎占領(lǐng)了地球上所有水域中的生態(tài)位，既是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分和生物資源，也是重要的科學(xué)研究對(duì)象?！爸袊?guó)的魚類研究具有源遠(yuǎn)流長(zhǎng)的歷史。遺憾的是，目前斑馬魚、青鳉、刺魚、鱺魚等成為模式生物的魚類，都是由外國(guó)學(xué)者所倡導(dǎo)和建立的。某種角度上中國(guó)的魚類研究缺少自己的標(biāo)簽?！惫鶎毘烧f(shuō)。10多年來(lái)，郭寶成遨游在魚類世界里，他的身影穿梭在實(shí)驗(yàn)室里、野外采樣現(xiàn)場(chǎng)、講臺(tái)上、學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)議上，忙碌而又充實(shí)。

始于興趣，享受科研

“早在中山大學(xué)讀本科的時(shí)候，受益于本科生導(dǎo)師制，師從魚類生理學(xué)家和魚類養(yǎng)殖學(xué)家林浩然院士?！惫鶎毘删褪沁@樣跟魚結(jié)了緣。

興趣使然，研究生時(shí)期，郭寶成選擇就讀于中國(guó)魚類學(xué)研究中心——中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所，師從中國(guó)魚類分子系統(tǒng)學(xué)與生物地理學(xué)的杰出研究者——何舜平研究員。郭寶成回憶說(shuō)：“何老師給了我極大的學(xué)術(shù)自由，寬松自由的學(xué)習(xí)氛圍使我感受到了科研是一種享受?！?/p>

同時(shí)，郭寶成也深刻感知到科研容不得半點(diǎn)浮躁，并且在之后的科研道路上用自己的行動(dòng)踐行著這一箴言?！昂卫蠋熆偸歉嬲]我們要把有限的時(shí)間和精力都投入到實(shí)驗(yàn)室和科研項(xiàng)目上。很多老院士、老科學(xué)家，他們一輩子就專注于做一件事。”郭寶成也堅(jiān)信，有付出就會(huì)有回報(bào)，你的付出即便現(xiàn)在看不到回報(bào)，但在未來(lái)一定會(huì)反饋給你。

2010年，郭寶成順利拿到了中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所水生生物學(xué)博士學(xué)位，5年的碩博連讀使他在魚類分子進(jìn)化領(lǐng)域得到了系統(tǒng)的訓(xùn)練與積累，但是郭寶成卻希望能夠繼續(xù)深造，開(kāi)闊學(xué)術(shù)視野?！霸隰~類研究領(lǐng)域，國(guó)外無(wú)論是在理論上，還是在實(shí)際應(yīng)用中，都有很多值得學(xué)習(xí)的地方。”博士畢業(yè)后，郭寶成先后在瑞士蘇黎世大學(xué)和芬蘭赫爾辛基大學(xué)繼續(xù)從事有關(guān)魚類進(jìn)化基因組學(xué)的研究。

國(guó)外6年的科研歷程使郭寶成建立了廣泛的學(xué)術(shù)交流網(wǎng)絡(luò)，瑞士蘇黎世大學(xué)的Andreas Wagner教授、芬蘭赫爾辛基大學(xué)的JuhaMerila教授、德國(guó)明斯特大學(xué)的Erich Bornberg-Bauer教授、英國(guó)皇家學(xué)會(huì)院士牛津大學(xué)的 PerterHoland教授、加拿大麥吉爾大學(xué)的Frederic Chain博士、芬蘭赫爾辛基大學(xué)的Zitong Li博士都是郭寶成科研路上的合作者。

“其實(shí)，科研是沒(méi)有國(guó)界、不分領(lǐng)域的。我和很多科學(xué)研究者都素未謀面，但是我們通常會(huì)用e-mail進(jìn)行交流，共同的興趣愛(ài)好驅(qū)使我們走到一起。比如，我在瑞士的導(dǎo)師提倡‘idea-driven，他的實(shí)驗(yàn)室里有做魚的、做酵母的、做老鼠的，大家的研究對(duì)象不盡相同，但總是可以相互學(xué)習(xí)借鑒。”郭寶成說(shuō)。

勇于開(kāi)拓，解鎖魚類基因進(jìn)化密碼

基因（組）重復(fù)作為普遍存在的生物學(xué)現(xiàn)象，是基因組和遺傳系統(tǒng)多樣化的重要推動(dòng)力量。重復(fù)基因的功能分化一直是研究熱點(diǎn)，也是郭寶成的研究?jī)?nèi)容之一。通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘，郭寶成發(fā)現(xiàn)已有的研究大都集中于重復(fù)基因序列堿基變異，插入缺失對(duì)重復(fù)基因的影響是研究中的“缺口”。因此，他決定以在進(jìn)化過(guò)程中，基因（組）重復(fù)尤其突出的魚類為研究對(duì)象，系統(tǒng)研究插入缺失對(duì)重復(fù)基因分化的影響。

郭寶成發(fā)現(xiàn)重復(fù)基因比單拷貝基因積累了更多的插入缺失，重復(fù)基因兩個(gè)拷貝均有插入缺失積累，缺失的積累要比插入的積累普遍，插入缺失傾向積累于蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的環(huán)結(jié)構(gòu)域及三級(jí)結(jié)構(gòu)的表面，重復(fù)基因兩個(gè)拷貝間的序列分化程度與其插入缺失積累密度呈顯著的正相關(guān)，插入缺失而非堿基變異是重復(fù)基因兩個(gè)拷貝間蛋白四級(jí)結(jié)構(gòu)分化的主要原因。通過(guò)總結(jié)上述研究成果，郭寶成提出了插入與缺失是重復(fù)基因進(jìn)化的重要?jiǎng)恿?。研究結(jié)果發(fā)表于國(guó)際知名分子進(jìn)化刊物Molecular Biology and Evolution，受到編輯與審稿人的高度認(rèn)可。

生物適應(yīng)性進(jìn)化的遺傳基礎(chǔ)是生物學(xué)研究的基本問(wèn)題，了解生物適應(yīng)性進(jìn)化的遺傳基礎(chǔ)，對(duì)于生物多樣性的保護(hù)以及資源的可持續(xù)利用至關(guān)重要。因此，郭寶成以魚類海水向淡水的適應(yīng)為其研究的切入點(diǎn)。

已有研究表明，環(huán)境因子是方向性選擇的重要?jiǎng)恿?，因此具有非常高鹽度和溫度梯度變化的波羅的海為研究海洋魚類群體分化提供了天然的實(shí)驗(yàn)室。通過(guò)對(duì)波羅的海中三刺魚和鯡魚群體的研究，郭寶成發(fā)現(xiàn)，遺傳分化發(fā)生在三刺魚和鯡魚的整個(gè)基因組范圍；而鹽度和溫度的變化是波羅的海三刺魚和鯡魚遺傳分化的動(dòng)力。為海洋魚類群體分化及局部適應(yīng)（local adaptation）提供了確鑿的證據(jù)，研究成果發(fā)表在BMC系列旗艦刊物BMC Biology和分子生態(tài)學(xué)代表性刊物Molecular Ecology上，發(fā)表一年來(lái)已受到數(shù)十次引用。積跬步，以至千里

“促進(jìn)和提高中國(guó)的魚類進(jìn)化研究”，這是長(zhǎng)久以來(lái)縈繞在郭寶成內(nèi)心的聲音。2016年，郭寶成作為中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所“百人計(jì)劃—青年俊才”候選人從芬蘭歸來(lái)。在未來(lái)幾年里，一方面，他將以前期的研究成果為切入點(diǎn)，繼續(xù)深入研究插入與缺失在重復(fù)基因功能分化中的作用及其在魚類物種分化中可能的作用；另一方面，為了研究生物進(jìn)化的重復(fù)性和可預(yù)測(cè)性，郭寶成擬以發(fā)生適應(yīng)輻射的刺魚類群為研究對(duì)象，運(yùn)用群體基因組學(xué)和比較基因組學(xué)的方法，研究全球范圍內(nèi)，刺魚從海水向淡水適應(yīng)輻射過(guò)程中，種內(nèi)平行進(jìn)化與種間趨同進(jìn)化的遺傳基礎(chǔ)，從而進(jìn)一步揭示適應(yīng)輻射發(fā)生遺傳機(jī)制的一般規(guī)律。郭寶成已經(jīng)逐步組建起了屬于自己的魚類進(jìn)化與基因組學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，并且得到了國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。

在開(kāi)展科學(xué)研究的同時(shí)，郭寶成深知科研平臺(tái)在創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)中蘊(yùn)含著巨大的潛力。他說(shuō)：“人才培養(yǎng)工作是科學(xué)研究的重中之重，畢竟科研最終是要由人完成的。就魚類研究在國(guó)內(nèi)的發(fā)展來(lái)看，我們應(yīng)該以人為本，培養(yǎng)一批以魚類為研究對(duì)象，掌握分子與細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、基因組學(xué)以及生物信息學(xué)技術(shù)的復(fù)合型人才，以此帶動(dòng)我國(guó)魚類研究的發(fā)展?！蹦壳?郭寶成的中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所魚類進(jìn)化與基因組學(xué)研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)納入了1名博士后、1名博士生和2名碩士研究生，并且正在逐步擴(kuò)展當(dāng)中。

在具體的科研人才培養(yǎng)工作中，郭寶成認(rèn)為，學(xué)生獨(dú)立思考與動(dòng)手能力是并重的。他說(shuō)：“作為學(xué)生科研道路上的指引者，我們既要培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力，組織學(xué)生參加各種學(xué)術(shù)會(huì)議，開(kāi)拓眼界，又要培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手解決科學(xué)問(wèn)題的能力。獨(dú)立思考能讓學(xué)生知道什么是科學(xué)研究的重要問(wèn)題或者亟待解決的問(wèn)題，而動(dòng)手能力則為問(wèn)題的解決提供了保障?！?/p>

提及團(tuán)隊(duì)管理，郭寶成表示，時(shí)間的有效利用和知識(shí)體系的更新非常重要?！霸谖业膶?shí)驗(yàn)室里，不要求每天工作時(shí)間12小時(shí)，但是做科研的時(shí)候一定要集中精力，提高效率。除此之外，活到老，學(xué)到老，知識(shí)在更新，我們的思維方式也要跟上時(shí)代的步伐。”

目前，郭寶成和他的團(tuán)隊(duì)各項(xiàng)工作都已步入正軌，而郭寶成也將繼續(xù)奮戰(zhàn)在科研一線。他說(shuō)：“科學(xué)從來(lái)就是不斷的前行和探索，不斷學(xué)習(xí)始終是件很重要的事情?！?