他是基因测序、微流控等技术的专家，游弋在生物、化学、摄影诸领域，萍踪另有探向医学、考古……他因“跨界”而成为自己。从现实问题入手，不止在浅尝辄止的改良，更于对于完善及极致的寻求中，根究科学问题的底细，展现“底层逻辑”。 16年前的一通德律风，开启了他与北年夜的新篇章。一路走进北京年夜学生物医学前沿立异中央(BIOPIC)结合开创人、北年夜-清华生命科学结合中央研究员、北京年夜学化学与份子工程学院教授黄岩谊的故事。 迁移转变 2009年5月的一天，黄岩谊正于五道口及朋友吃暖锅，德律风响了。 是一个来自外洋的生疏号码，他夷由了一下，另有是按下了接通键：却不知恰是这个行为，完全转变了他的人生轨迹。 德律风那头，一个暖和的声音传来：“我是哈佛年夜学的谢晓亮。” 黄岩谊愣了几秒，时间恍如拨回2001年，那时他行将从北京年夜学化学与份子工程学院博士卒业，“进入谢晓亮课题组做博士后”被他列于理想清单的最上方。 黄岩谊因高中化学竞赛成就优秀被保送至北年夜化学系读本科，博士阶段师从稀土配位化学及份子基功效质料专家、北年夜第五位女院士黄春辉教授。2002 年博士卒业后，黄岩谊未能如愿加入谢晓亮的课题组。他随后去了加州理工学院做博士后，“跨界”加入光电子学奠基人亚里夫（Amnon Yariv）教授课题组研究微纳光子学器件。三年后，他再次“跨界”，去了办公室隔邻奎克（Stephen Quake）教授的课题组，并随着课题组的搬迁去了斯坦福年夜学生物工程系。奎克是一个物理学身世的生物工程学家，也是国际基因组学领域主要领导者之一，发现的年夜规模微流控集成芯片技术迅速运用在生命科学及医学领域。于他课题组一年，黄岩谊也很快成为精晓微流控的科学家。 八年后，已经经回北年夜事情两年多的黄岩谊接到谢晓亮的德律风，让他欣喜又惊奇。 谢晓亮的这通德律风，是约请他到哈佛年夜学加入受激拉曼成像的培训，这恰是黄岩谊一直以来感兴致的课题，他绝不夷由地允许了。 于那次晤面几个月后，谢晓亮、苏晓东和黄岩谊向北年夜申请并配合建设起北京年夜学生物医学前沿立异中央BIOPIC（前身是北京年夜学生物动态光学成像中央）。 于建设仪式上，谢晓亮告诉各人，BIOPIC致力在生长及使用最新的生物光学成像及DNA测序技术，经由历程跨学科研究来促成生命科学的生长。 21世纪初“人类基因组计划”完成后，新一代测序仪的技术革命使患上基因组研究于全世界规模内快速扩大。生命科学界迎来了单细胞基因组学及CRISPR基因编纂的技术革新海潮。BIOPIC恰是于这股生物科技的海潮之中降生，也体现着北年夜科学家们安身世界最前沿科技理念的久远目光。 今后，黄岩谊与北年夜、与科学研究的故事，有了新的章节。 2002年，黄岩谊获得博士学位，及导师黄春辉院士合影 2005年，亚里夫教授75岁生日时及黄岩谊合影 2008年，黄岩谊于北京陪奎克教授不雅看奥运会角逐 黄岩谊（左一）及谢晓亮（中间）、苏晓东合影 DNA是一种双螺旋结构，四种碱基的摆列序列决议了遗传信息，想要解读这组“生命暗码”，测序技术是强有力的工具。上世纪七十年月华人科学家吴瑞初次将“引物延长法”用在 DNA 测序，以后英国科学家桑格发现了极具实用性的“双脱氧终止法”。由此，人类进入了基因组学时代。 DNA测序已往几十年生命科学与医学运用领域中生长最快的技术，并从基础上转变了许多生物研究的思绪及操作方式。然而，作为测序数据获得流程中最主要的仪器，测序仪的生长一直由少数泰西公司主导，来自中国科研团队的原创孝敬险些为空缺，“中国自己的测序仪”的实际需要愈加迫切。 2011年，谢晓亮课题组发现了一种新的DNA测序要领——“DNA荧光孕育发生测序”，其接纳的化学要领简朴而直接，降低了耗材成本，但还没有形成产物。是以当谢晓亮回到北年夜、牵头组建BIOPIC后，便马上最先推进这项研发事情，刻意从源头上进行测序仪技术的攻关。 贰心目中的理想人�。∈腔蒲乙�。 测序技术是一项触及化学、生物学、光学、信息科学、质料科学、微纳加工等领域的综合研究，这与黄岩谊持久从事跨学科摸索的研究配景正相契合。 于导师黄春辉院士“做自己喜欢的事”的鼓舞勉励下，黄岩谊于学生阶段便最先与差异试验室相助，接触及进修其他领域的知识，先是“误打误撞”地于物理、化学的各个试验室“偷师”，今后又循着博士“跨界”经验，博士后时期于美国加州理工学院运用物理系、斯坦福年夜学生物工程系前后“闯”入了光学及生物工程领域。 自2006年最先，黄岩谊课题组于单细胞基因组及定量化学成像等方面摸索出一系列新要领、新技术及新器件。他们开发了年夜规模集成微流体装配，既可以或许举行定量生物学研究，也可使用微流控芯片造就细胞并切确定位，以单细胞的分辩率跟踪随机动态的生命历程。例如，于单细胞测序领域，研究者曾经经面对的问题之一是单个细胞所含的DNA数目少少，使患上于捕捉及扩增的历程存于挑战。黄岩谊团队于微流控芯片的基础上再次进级，实现微腔室及微液滴中的核酸扩增，完成高质量的哺乳动物单细胞全基因组及全转录组的测序，以和极为微量细胞的表不雅遗传组测序，为生命分析领域提供了有用靠得住的技术路径，这些研究结果也为黄岩谊往后从事基因测序研究奠基了坚实基础、堆集了经验。 遭到谢晓亮的“委任”与开导，黄岩谊最先投入测序仪研讨与开发事情。虽然跨学科配景给了他宽阔的学科视阈，但真正着手开展研究，却绝非易事，不仅需要对于测序科学基来源基本理有深刻的理解，同时另有要对于工程细节举行极致的推导：“每个环节都要做到极致才会有后面的结果。”于相称长的一段时间里，他们其实不能找到要害突破口，可是对于完善、科学立异的寻求另有是让他们咬牙坚持了下来。 黄岩谊课题组介入测序研发的成员 2014年秋日，于不停改良及重复以后，黄岩谊团队终究迎来了第一个美丽的结果。于北年夜综合科研楼地下二层一个不见天日的试验室内，一根毛细管里举行的测序反映清楚地注解他们的假想确凿可行：推出了一条彻底准确且长度跨越200碱基的DNA序列，信息论的基本思惟于测序化学中实现了！与主流测序化学要领比力而言，这一全新看法DNA测序要领不仅检测快速，而且正确度很高。 黄岩谊对于这一DNA测序要领的评价是“比力优雅”。 黄岩谊团队于测序技术中初次引入冗余编码看法，经由历程及低过错率的荧光发生测序技术巧妙联合，基在信息理论来批改DNA测序过错，使高通量测序的精准度年夜幅晋升。2017年，凝聚着他们近七年血汗的论文被Nature Biotechnology吸收，被偕行评价为“高度立异，意义庞大，很是有攻击力”。 他们的事情将精度解码基因组信息推向了一个新高度，也为研究及诊断基因变异提供了新型、有用的要领。于买通新看法DNA测序原理的枢纽关头后，研究团队研发了一款原理样机，可是原理样机其实不是一个真正意义上可以供各人广泛利用的仪器。遭到谢晓亮教员的理念影响，他们坚信要自立研发一个真实的仪器，就需要挣脱只是提出一个看法加以原理性验证的做法，而要经由历程工业界的打磨，走产物化的门路。于“转变中国生命科学仪器的生态”配合理想的支撑下，他们又继而开启了国产测序仪工业化之路。 为了研发完成一台“完善”的测序仪，黄岩谊团队融会了学术界及工业界的研发上风，将多学科知识及工业化生产合理衔接，终极使他们的原创测序战略实现工业化。 2019年9月2日，原创测序要领和仪器的研究结果作为国家卓异青年科学基金25周年数念运动的代表性结果走进中南海。2022年，基在彻底国产、全自立研发的测序技术，新开发的测序仪乐成上市实现贸易化运用，于生殖康健、病原熏染等领域最先阐扬主要作用。 如今，BIOPIC工业化摸索已经十余年，测序仪产物仍于连续研发其实不停立异，为晋升人平易近康健水平孝敬气力，也为摸索人类康健秘密带来了新的可能。 BIOPIC十多年前的结构、构建由中国引领的基因测序新生态的胡想，正于pp电子首页-他们的努力下，一点点成为实际。 测序仪走进中南海 黄岩谊的办公室里有一扇橙色的门，它是BIOPIC曾经经的构件，纪录着BIOPIC“发迹之处”。 2010年 12 月，BIOPIC搬入这座新的临时试验室，这座修建由于通体纯白，于北年夜校园内里显患上有些“特立独行”，“小白楼”由此患上名。 正于施工中的BIOPIC 临时试验室修建（摄在2010年） BIOPIC 临时试验室修建设计效果图 落成后的临时修建，人称“小白楼”（摄在2011年1月） 小白楼的前身是校病院体检中央，2010年，黄岩谊及谢晓亮等BIOPIC草创期的学者带着他们的学生们，最先由零起步，“手搓”一座临时试验楼。虽云“临时”，但为了保障各项实验的正常睁开，他们另有是一丝不苟地赐顾帮衬到了整个细节，甚至远超人们的预期。例如，小白楼的进口经由历程一个室外楼梯设于了二层，保证了一层试验室的洁净度；于一楼的试验室有一片区域留给了超高分辩显微镜，为了保证分辩率，他们甚至专门制作了一块自力地基，埋了一个十二立方米的钢筋混凝土长方体。又好比，由于试验楼左右生长着郁郁葱葱的树木，他们与设计师商量将屋顶改为单斜式的，“中间有一个梁柱比力高，咱们就改为了窗户，如许采光就有了。”黄岩谊回忆道。虽然，颇值患上一提的另有有他们为小白楼设计的新风体系： 他们的这些考量，于小白楼正式投入运行后都被证实是切实有用的。虽然，“小白楼”之“美”不止在外表及设计的精巧，他的意义于在作为试验室的集成体，承载了BIOPIC的光学显微试验室等主要试验空间，容纳了包罗受激拉曼散射（SRS）显微镜等世界领先的装备，成为BIOPIC草创期即具备很高的事情效率、科研水准的主要保障，也是会聚着BIOPIC成员们理想的港湾。造访BIOPIC的科学家等来宾们纷纷“慕名而来”小白楼旅行，成为其时北年夜校园里的一道怪异风物。 2010 年末，黄岩谊试验室搭建的第一台 SRS显微镜 2011年于小白楼的试验室里使用荧光显微镜及微流控系统架构组装的一台测序仪原理的样机 小白楼的设计于某种水平上也践行了黄岩谊所说的“优雅”原则——用最轻便的要领取患上事半功倍的效果，也是初代BIOPIC成员寻求完善及极致的证实。 2010 年 12 月尾，BIOPIC 建设时黄岩谊课题组部门成员及PI 们于小白楼二层合影 小白楼不只是一个修建“韵事”，它更介入了BIOPIC的生长，已经经成为黄岩谊、谢晓亮等一批北年夜科学家配合的精力底色。 自由与聚焦，是黄岩谊的辩证法。“就像照相，”他以摄影举例，研究既要视线坦荡、洞见万象之美，取景器当中又必须有所聚焦：“焦点必须要实。” 摄影这项“非职业的兴致”从年夜学起便陪伴着他，作为北京年夜学摄影学会的“元老”之一，黄岩谊另有曾经为全校同窗开设了一门摄影通选课“摄影的科学与技术”。只管需要花特别的精神备课，但对于在他而言“其实不是一个苦差事”：“学生喜欢上的课，教员讲起来也开心。”于被两百人塞患上满满铛铛的教室里，他与同窗们一路探析光影的奥义，于美与技术、道与器的交响之间留连。 黄岩谊镜头下的燕园 黄岩谊自己即是“自由与聚焦”的真正践行者。从博士最先，他于导师的撑持下，最先考试考试逾越学科枷锁束缚地自由摸索。于博士卒业后，为了开拓视线及能力，进入光学领域从事博士后研究，最初的他需要花八九个月的时间才气徐徐及同事对于话，但“一旦凌驾了这个障碍，再往前走，就很快了”。今后，不管是研究标的目的转移到生物工程领域另有是生命科学，他都连结着一以贯之摸索的坚贞与兴致：“只要有决定信念，没有学不会、做不来的。” 如今，黄岩谊除了了于本事域研究涉猎广泛，另有“跨界”到考古学及医学：与考古文博学院宁超、张海、吴小红、张弛等教员相助，基在高分辩率古DNA亲缘瓜葛判定技术，初次于山东广饶傅家遗迹实证确认了4750年前年夜汶口文化两个母系氏族组成的乡村结构，于河南八里岗遗迹确定了5000 年前仰韶文化期间的父系氏族二次葬；与北京年夜学口腔病院李铁军团队、北年夜第一病院李航、医科院肿瘤病院林东昕/吴晨团队、世纪坛病院彭吉润团队、清华年夜学王建斌以和 BIOPIC 的白凡等连续相助，于病理切片上实现针对于几个到几百个细胞的显微切割样品全基因组及全转录组以和其他组学的测序。 他明白，只管学科差异，但要领论上存于着共通性，也都致力在考试考试紧缩界限、靠近客不雅事实及底细。而只要捉住逻辑脉络，只管学科转换，也可以逐渐习患上及精晓，甚至由于看问题的角度差异，更能提出富有创见的不雅点。 黄岩谊引导自己的学生，也鼓舞勉励、陪伴他们敢于自立摸索，甚至希望他们不要谨守课题组的研究规模内、考试考试一些于他的课题组内里没有涉猎的工具。黄岩谊愿意“给一个年青人一点时间”、信赖学生们的可能，就像导师昔时信赖他那样。 正因云云，他的课题组充满了生机蓬勃的年青人，以孕育发生主要影响的那篇基因测序法文章为例，“除了去两位教授及一名副教授，剩下的介入者平均春秋二十出头，纵然算上介入了重要试验事情的教员，也不跨越三十。” 曾经于黄岩谊课题组从事了博士后三年研究事情的Aaron Streets称，黄教员试验室的怪异内核恰是这群“怪异的科研事情者”：“你会发现他们不管深夜什么时候，都于竭尽全力地投入事情。” Aaron Streets博士卒业在斯坦福年夜学，今后加入BIOPIC博士后流动站。于黄岩谊课题组研究时期，他搭建起一套怪异的单细胞试验装配，这一事情集成为了微流控技术、成像技术及测序技术。Aaron说：“不管从职业生活生计另有是人生履历来说，到BIOPIC都是我做出的最佳的决议，我也获得了最佳的结果。”于BIOPIC的精彩研究结果资助Aaron终极获得了美国加州年夜学伯克利分校的教职，现任该校副教授。 Aaron及黄岩谊组里另外一位博士后赵亮，以和他们的显微镜，摄在2012年 黄岩谊课题组最早的一批研究生、也是BIOPIC最早的一批博士，于学时期重要从事的都是微流控领域的研究。他们就像导师黄岩谊同样，纷纷摸索出自己感兴致的课题并具备“独当一壁”的本事：费鹏毅然突入盘算成像领域，带着师弟用一块那时很少见的 Tesla 显卡做并行盘算；郑春红于芯片上不雅察细胞的“团体舞”；申洁飙出了试验室制备芯片的最高繁杂度；门涌帆将单份子扩增系统推到了极限；李文涛不�？⑿碌奈⒓庸すひ眨恢苡ń步谥迫砑迷谙赴炀汀钙鹫庑┭蒲乙瓿渎俗院�。他们的课题触及了微流控芯片的各个分支，也许于外人眼中有些“杂乱无章”，但于黄岩谊看来，倒是“再明确不外了”，由于这些课题都旨于要凸起芯片架构的优胜性，寻求某个方面技术的极限。 2012年BIOPIC初期的卒业生，也是黄岩谊组卒业的第一届博士生，从左到右：李文涛、周莹、申洁、黄岩谊、郑春红、费鹏、门涌帆 2020年10月，昌平试验室挂牌建设，成为我国首个聚焦生命科学领域的国家试验室。黄岩谊团队于微量核酸样本测序领域的立异结果，有力支撑了谢晓亮领衔的昌平试验室于生命康健标的目的的科研结构与要害技术攻关。如许自由而又有所聚焦、不停寻求卓着及极致的研究气氛，既是黄岩谊承之在黄春辉院士等前一辈北年夜科学家的传统，也是BIOPIC的精力：以技术驱动为焦点、多学科交织举行生命科学研究，联合北年夜数理化生等基础学科、盘算机和工程等运用科学的科研气力，搜集医学部的临床资源上风，经由历程生物医学的基础研究及临床运用，推动前沿科技立异、造福人类社会。 现在，黄岩谊于BIOPIC造就的许多学生也已经经成为新锐科学家：华中科技年夜学光学与电子信息学院教授费鹏，北京年夜学国际癌症研究院研究员郑春红，首都医科年夜学基础医学院神经生物学系副教授申洁、张先念，中国科学院深圳进步前辈技术研究院副研究员门涌帆，北京工业年夜学副研究员赵亮，患上克萨斯年夜学达拉斯分校助理教授曹晨，患上克萨斯农工年夜学助理教授傅语思，赛纳生物CEO陈子天……他们带着BIOPIC精力飞向世界各地，不停寻求立异生物技术、共擎夸姣未来的胡想。 2016 年12 月 15 日 BIOPIC 的学术年汇合影，由黄岩谊组学生姜梦成操控无人机拍摄 2015年，黄岩谊应樊春海研究员的约请于《中国科学 化学》上发表了《集成微流控芯片于单细胞测序样品制备中的运用》一文，并将其献给他们的好朋友、英年早逝的分析化学家黄庆。与年夜多数的学术论文很差异的是，他这篇文章附上了一段后记，援用李叔同翻译的英国诗人威廉 布莱克诗句“一花一世界，一沙一天堂。君掌盛无边，刹那含长时”并说： 咱们使用微流控技术对于单细胞的研究，所寻求的也是如许的境地，指望可以或许于最基本的尺度上越发邃密地相识生命运动的要害历程……科学家对于生命精妙历程的摸索是永不停息的。 克意求新、怀抱实事求是的持久主义举行原创摸索，恰是黄岩谊稳定的苦守。于科学真谛的有界与无穷、自由与聚焦之间。不停向完善、极致探访，那是迷人、绚烂，由于孳孳以求而终可涉及的憧憬。
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