莫日根：探索生命之源

本刊記者 宋 潔

莫日根：探索生命之源

本刊記者 宋 潔

在實驗室

專家簡介：

莫日根，內蒙古大學生命科學學院院長、教授、博士研究生導師。2005年畢業于挪威奧斯陸大學醫學院分子生物學專業，獲博士學位。之后在挪威腫瘤醫院癌癥研究所做博士后研究。2009年10月回國，兼任內蒙古遺傳學會副理事長、中國遺傳學會微生物專業委員會委員、中國細胞生物學會理事，《高校生物學教學研究（電子版）》《中國細胞生物學學報》《中國生物化學與分子生物學報》編委。

根據2006年的數據統計，人體細胞有165種蛋白質參與DNA復制，38種疾病與DNA復制差錯有關。最近美國科學家發現干擾DNA復制起始負調控蛋白質Geminin的表達會選擇性地抑制癌細胞生長。這對開發和發展抗癌藥物意義重大。

“DNA復制是個嚴格控制的細胞過程，與細胞周期的其它環節密切協調。準確的DNA復制可以使子細胞得到完整的遺傳物質，以此將遺傳信息從親代準確的傳給子代。若DNA復制出現差錯或異常，將會降低基因組穩定性，并由此可能引發細胞癌變或發育缺陷。”莫日根說。在生命科學研究之旅上走過30余年，他已經形成了一個成熟的研究體系，但其人其事，只有在這一個短暫的采訪中得以一窺。

挪威的科研之旅

1980年，莫日根以內蒙古通遼市庫倫第一中學第一名的成績，考入內蒙古大學植物學專業，在這里，他開始了“生物之旅”。“當時我上的漢文班，因為之前在學校都是蒙文授課，所以剛開始的時候聽課很吃力，不過經過學習后，語言上的困難也就慢慢被克服了。”莫日根說。1989年，他研究生畢業留校，任植物學講師，之后兩次赴海外求學。

“第一次是1994年，我得到了國家教育部資助，赴印度尼赫魯大學訪問學習，一年之后回國。”回國后的莫日根在事業上有了進一步的發展，幾年中，他先后被晉升為內蒙古大學生物學系副主任、主任，也評上了副教授。直到2000年，他又得到挪威奧斯陸大學資助，開始了第二次海外留學。這一次，他在拿到分子生物學專業博士學位之后，選擇到挪威腫瘤醫院癌癥研究所做博士后研究。

“那時，我主要研究原核細胞DNA復制調控的分子機理。”復制叉組織結構就是莫日根當時開展的一個研究點。“復制叉是在染色體復制起始時產生的，它會沿著染色體DNA不停地推進，并以DNA舊鏈為模板產生新的DNA鏈。我們的研究聚焦在復制過程中復制叉組織結構及其功能。”他說。

經過實驗，莫日根系統闡述了復制叉組織結構與復制樣式之間的相互關系，同時發現快速復制會導致復制叉之間的相互分離和高頻自發突變。“我們發現復制叉組織結構是一個有目的的、嚴格調控的細胞過程，如果這個過程缺失，基因組就會不穩定，基因就會發生突變。”

這種通過不斷探索取得新發現的經驗，令莫日根感受到科研帶來的快樂。他再接再厲，首次證明datA序列的刪除會導致抗利福平復制起始。

“datA是一個DNA片段，對復制起始蛋白DnaA有很高的親和性，可以結合大量的DnaA蛋白。我們發現多拷貝額外datA會引發SOS應急反應。”莫日根說，所謂的“SOS”是指DNA受到損傷之后，細胞發出“求救”信號的應急反應。他進一步解釋道：“當復制起始蛋白DnaA結合到datA序列上，細胞里面自由的DnaA蛋白就少了，結果會引起復制起始的遲緩。當大量DnaA蛋白結合到datA序列時，在細胞里面自由DnaA量會非常低，這就會發出‘求救’信號而引發SOS應急反應。”

時光荏苒，在挪威，莫日根積累了豐富的科研閱歷。2002年和2003年，他被選為“挪威奧斯陸大學中國留學生和學者聯誼會”主席，創建該聯誼會網站、起草并制定聯誼會章程；2005年創建“中國旅挪生物醫學學會”，起草學會章程，任秘書長。然而，時日越久，他越是心心念念“不如歸去”。

新的榮光

2009年，莫日根以高層次人才身份被引進到內蒙古大學，并被選為內蒙古黨委組織部“草原英才”。

在這里，他迅速打開了局面，憑借學校支持，莫日根建立了“DNA復制生物學實驗室”。“我們實驗室主要從事DNA復制調控分子機理、基因表達、代謝和細胞周期以及癌細胞DNA復制調控和基因組穩定性等方面的研究。”

“基礎研究成果不會在第一時間體現它的價值，但卻是必不可少、至關重要的，因為它是根基。”盡管基礎研究看起來有些“吃力不討好”，莫日根還是堅持這才是科技發展的原動力。但在他的定位中，也希望通過科研途徑，解決實際問題。為此，他組織創建起細胞分子工程技術研究平臺，開展細胞分子工程技術的研發，重點研究腫瘤早期分子診斷技術、抗腫瘤蒙藥的開發、干細胞的臨床應用技術以及酶制劑開發等。該平臺在2015年入選了內蒙古自治區工程技術研究中心，成為“內蒙古自治區細胞分子工程技術研究中心”。

至今，莫日根已經主持國家自然基金項目4項，內蒙古自然基金重大基礎研究開放項目和重點項目各1項，他組建并負責的“細胞的分子調控”團隊入選內蒙古高等學校創新團隊發展計劃項目。通過不斷耕耘，莫日根創造了數個“閃亮”的成果。

“對于大腸桿菌的研究是比較透徹的，它有4000多個基因，然而其中200多個基因的功能還不是很清楚，我回國以后檢測了其中的幾十個基因，發現AspC缺失會對細胞產生影響，于是對其開展了進一步的研究。”

莫日根所說的AspC是一種天冬氨酸氨基轉移酶，主要負責細胞內天冬氨酸的合成。一旦AspC缺失后，DNA復制起始就會延遲，細胞生長速度就會減緩，細胞也會變小。他發現，在AspC基因缺失突變體中質粒表達AspC蛋白，能夠使其缺陷表型得以恢復。這些現象令莫日根著迷，他很快沉醉于進一步的實驗過程中，最終通過實驗所得到的“證據”，闡述了由AspC介導的天冬氨酸代謝對細胞周期的調節作用。

在兢兢業業的科研工作中，莫日根還發現了DnaA通過干擾DNA甲基化來使新產生復制原點失活，從而揭示了DnaA蛋白與RNA聚合酶相互作用并以此使RNA聚合酶對利福平產生抗性；發現了滑行夾的G157C突變，也就是DnaNG157C突變蛋白能夠特異性影響復制起始……而這每一個發現，都為他新的事業征程鋪下了一磚一石。

夢在就要努力

2010年，莫日根被認命為內蒙古大學生命科學院副院長。向來堅持教學和科研并重的他，更加重視學生的個性化培養。

“我們過去培養人才的模式，對學生個性化發展重視不夠，這對學生的創新培養是不利的。”在莫日根的帶領下，學院各專業選修課占比已經達到了30%左右，而在他的心中，50%才是目標。“我們會設置一個大的教學框架，在這個框架下，讓學生盡量能夠自由的選擇自己想學的課程，興趣是最好的老師。”

實驗教學是莫日根的另一個關注點。以國家級生命科學本科實驗教學示范中心為依托，莫日根創建了數個綜合研究型實驗課程，搭建基礎型、綜合研究型和個性化創新型三個層次的實驗體系。“我們的實驗課程設置是比較先進的，在注重實效性的同時，也兼顧趣味性，例如在遺傳學的實驗課上，我們會讓學生拿自己的唾液作模版來分析自己的基因。”

身為師者，莫日根能夠用流利的蒙古語、漢語和英語進行教學。目前，他正同時給本科生、碩士研究生、博士研究生授課。這些“實戰”積累下來，他已經發表了16篇教學研究論文，闡述生物技術超大實驗的架構、倡導科學史引導的教學模式，提出了一系列獨到見解和看法，于2013獲內蒙古大學教學成果獎一等獎，2014年獲內蒙古自治區教學成果獎三等獎。

現在，莫日根的生活除了必要的休息，基本都是在工作，“我目前正努力為學院搭建一個更好的、良性運行的教學科研平臺。盡管作為院長行政工作比較繁重，但是我仍然會努力把科研工作做好，這是因為我還有個科研夢，夢在，就要努力！”