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杨效曾:用大数据把好基因组“暗物质”的脉
为什么表达蛋白质的基因在基因组中的比例这么小?为什么基因组中有这么多“垃圾DNA”?

“那是因为基因组中有很多区域就像宇宙中的‘暗物质一样’,他们其实有很重要的功能和作用,只是现在我们对这些区域的理解还很有限。通过对大量组学数据的分析,我们对一些非编码的小RNA已经有了一定程度的理解,真是小个子、大角色。”初次见面,农业生物技术研究中心研究员杨效曾就热情洋溢地介绍起自己在非编码RNA领域的研究。

基因组“暗物质”显山露水

在美国弗吉尼亚大学读博士的时候,杨效曾就开始对这些“暗物质”感兴趣,通过高通量测序的方法鉴定和理解这些非编码区域的功能。“那个时候在植物领域没有现成的方法,我们最开始借鉴动物里边的研究方法,发现有很大的出入,于是我们开始研究植物里边这类非编码小RNA的特点,通过两年多的研究,我们捕获了这些小RNA的特点,开发了自己的研究方法和编写了相关的分析程序。现在这套方法在国际上基本上成为了通用的方法,目前有近50个植物中用我们的方法鉴定小RNA。”杨效曾说。

“我们最近在原有方法的基础上做出了重要的改进,使这个方法更为准确、效率更高、速度更快。”杨效曾介绍说,如今,这个方法已经对外公布在生物信息领域的权威杂志上。

对基因组非编码区域功能的解析是目前国际上的研究难点也是研究热点,越来越多的研究表明,这些区域跟植物生长发育、对外界环境响应等方面具有重要功能。

“可以说是无处不在,虽然是‘暗物质’,功能是既‘显山’又‘露水’,非常地重要。”看得出来,杨效曾对自己研究的领域有着极大的热情。他认为,这个方向在将来会有重要的应用。“比如2018年Science评出的10大科研进展里提到的RNAi药物,我们可以把相关的研究和方法用在作物改良、抗虫等领域。”

2017年夏天,杨效曾毅然辞去了在国外的优厚工作,携全家回国工作。“我希望为祖国的建设贡献自己的微薄之力。”谈话之间可以感觉到他浓浓的爱国之情和骨子里对农业的热爱,“我本科是在中国农大读的,‘解民生之多艰’校训已经深深烙在自己脑子里了。”

为育种家插上大数据的腾飞翅膀

“种业是农业的核心,我们的育种方法需要与时代接轨,需要把最新的研究成果和技术整合进来。”杨效曾认为,国家已经强烈地意识到了这一点,也对这个领域给予了很大的支持。

他坦言,自己回国的动力之一就是想把自己在种业领域的研究经验应用在国内的育种上。

2018年,因为在农业领域的出色工作,杨效曾被聘为北京市特聘专家。“过去的十几年,基因组学得到了长足的发展,作物研究领域也一样积累了丰富的多组学数据,加上多年积累的环境数据、表型数据,把这些数据整合在一起,为育种做预测和决策,已经成为当前国际大的种业公司很重要的方法。我们在这个领域一定要迎头赶上,而且有希望在较短时间内成为领跑者。”他的眼睛里充满了希望。

跟杨效曾聊天,不知不觉会被他的自信和热情所感染,更会被他在农业方面的情结所打动。生长在黄土高原的他总是说,家乡的大地上有着浓郁的土香,我国的农业发展未来可期、大有作为。
 

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