快讯：中国科学家打开人类胚胎着床“黑匣子”

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我国科学家打开了人类胚胎着床黑匣子

有人说世界上最精妙激动人心的事件不过是生命的诞生。

但是，并不是所有人都有机会体验这种美丽，很多人都受到不孕的困扰，胚胎着床失败是不孕的重要病因之一。 在精子和卵子相遇的第七天，胚胎开始嵌入母亲的子宫组织，逐渐完成了胚胎着床这一重要的发育过程。 但是，迄今为止着床的过程就像一个黑匣子，没有人知道其中发生了什么，当然也无法解释着床失败等问题。 前几天，中国科学家打开了这个黑匣子。

来自北京大学汤富薪酬和北医三院乔杰联合团队的研究成果首次解析了人类胚胎着床的过程，绘制了解锁黑匣子的导航图。 8月21日，国际顶级学术期刊《自然》杂志在线发表了该课题组“利用单细胞转录组和dna甲基化组的图像重构人类胚胎着床过程”的论文，引起国内外学者的关注。

论文的第一作者是汤富薪酬课题组的周帆，今年33岁，在首次解析造血干细胞的起源后，再次询问了《自然》杂志。 我们这次打开了人类胚胎着床过程的黑匣子，仔细研究了这个过程中的重要发育事件。 与3年前第一次在“自然”上发表论文相比，他看起来很平静。 面对记者的采访，周帆直言不讳地提出了近年来做科研总结的功夫秘书和光盘。

绘制洞察黑匣子的导航图

漂浮状态的受精卵发育7天左右后会变成足球状的中空小球(胚胎)，但是人类胚胎着床的奥秘尚不清楚，是因为这个阶段的人类胚胎几乎得不到。 在实验室里人类胚胎技术成熟后，周帆看到了解锁胚胎着床黑匣子的希望。 国外科学家表示，人类胚胎在实验室培养7天后，仍可持续模拟发育1周左右，这多一周有助于科学研究者打开研究胚胎着床的时间窗。

周帆先生的团队在模拟人工受精的受精卵在人类胚胎体外着床成长的基础上，试图分析胚胎中数万个细胞在移植到母亲子宫的过程中是通过什么机制发育的，使一个细胞奇迹般地变成了胎儿的心脏、肝脏、皮肤等。

在导师汤富报酬教授的指导下，经过一年半的密集实验，周帆和同事们一起在单细胞水平上解析了数万个胚胎细胞的发育过程。 每个细胞有数万个分子表达维度，我们结合多个分子表达维度深入分析了胚胎着床过程中的分子表达规律。

周帆利用高精度单细胞多组学测序技术，通过实验和分解，他的团队绘制了展示人类胚胎着床过程的导航图，总结出许多重要结论。

例如，他们揭示了一个胚胎细胞在这个特殊发育阶段的分子表达和潜在调控机制，即细胞命运决定的潜在规律，例如一个细胞是如何发育成胚胎的各类器官，还是母胎连接的胎盘。

进而，他们发现，尽管是实验室模拟发育，胚胎在发育7天后仍发出申请信号，希望与母体建立联系。

另外，他们解析了雌、雄胚胎性染色体平衡的详细情况。 周帆解释说，男性的性染色体由xy组成，女性的性染色体由xx组成，y染色体几乎不携带遗传物质，x染色体拥有000多个基因。 为了平衡男性、女性之间的物种，在胚胎着床前夕，女性的xx染色体之一有失活的倾向，即该染色体上的基因有不表达的倾向。 一位科学家曾认为，为了缩小男女差异，女性两条x染色体各失活一半，但我们的研究结果表明是随机失活。

有了这张精巧的导航图，科学家们可以推着图索贤，更深入地发掘人类胚胎着床的奥秘。 例如启发生殖医学，给有试管婴儿控诉的家庭带来福音。 周帆说。

十二字内功心法

这次不是周帆第一次挑战前古人的研究了。 年，在军事医学科学院附属307医院刘兵课题组获得博士学位的他，展开了高级课题单细胞量表跟踪造血干细胞的起源。 年，相关成果在《自然》杂志上发表，震惊了世界。 随后，在导师的指导下，他逐渐总结自己做科研的格言并遵循内心，竭尽全力，尽合理自然，这12个字就像内功心法一样，成为了他现在的第二次关注的焦点。

跟随心是周帆研究的基础。 他认为做科学研究必须先继续找自己喜欢的事。 只有爱你所做的工作，未来才有无限的可能性。 但是，即使最后毕业时发现不喜欢自己的专业，也是一个积极的信号，意味着需要及时改变思路和职业规划。

在选择了吸引人的研究对象之后，必须全力以赴。 这是成功的第二阶段。 导师汤富报酬经常说，科研可能不是全天候从事科研，而是全天候担心科研。 周帆就是这个状态。

在这次人类胚胎着床研究的课题中，为了了解各个细胞分子表达的优势和潜在机制，需要逐一筛选各个细胞。 这个机械而精确的动作对科研人员的毅力构成了不小的挑战，在研究过程中，周帆和同事提取了1万多个细胞。 不仅要保证员工数量，整个课题的推进速度还要快:世界上有几个课题组在研究这个项目，我们必须带头完成。 习性这些在周帆看来都是不值得谈论的事件，有科学研究者或理想人士的基本素质和门槛。

竭尽全力之后，第三步是合理的自然。 平衡的心是他进行科学研究的关键词。 在这一点上，他很感谢自己遇到了超级阳光主教练汤富报酬。 领导人希望我们继续追求卓越，超越自己。 必须用更20年的长远眼光看问题。

经常有低年级的后辈教周帆如何面对毕业和文案的压力，周帆和他们分享自己的心得。 提高处理问题的能力，专注于研究本身，目标远大，不能只为了获得学位，也不能急于印发文案。 他的经验是，竭尽全力后，对自己要耐心，合理自然，不要情绪失衡。 即使是消极的结果，也应该尽量从积极的方面理解，尽快接受，马上回去工作。

四种科学研究绝技

除了这些内功心法之外，周帆在具体操作科研选题的过程中还有自己的绝招。 从题目的选取、共同研究、技术的钻研，到投稿修稿，都是青年科研工作者为难的重要节点，从前辈那里总结出了经验方法。

为什么可以连续选择两个顶级选题方向？

周帆分享了两个绝佳的方法，首先是与导师充分的信息表达，学生阶段往往无法准确评价创新性和重要性这一最重要的核心课题的特征，此时指导老师可以与高屋建甫提供直接的诱惑和帮助。 最初选定选题方向和重要的实验节点必须与导师密切信息表达，这次研究在最后阶段我们每天至少进行一次信息表达。

另外，不要把所有的鸡蛋放在一个篮子里。 在明确人类胚胎着床的选题之前，周帆尝试了几个其他方向的调查，随着各个选题的进行，自然会爱上最先进的选题。

主题明确后，具体实施阶段也面临着各种需要应对的问题。 享受合作是周帆的第二次聚会。 任何重大科研课题都得不到合作，周帆急躁，尊重合作伙伴的工作节奏，以开放的心态倾听合作伙伴的想法，是周帆探索的合作之路。

另外，他提倡重视科学技术。 在这次研究中，汤富报酬教授课题组在世界知名的单细胞组学测序技术方面发挥了很大的作用。 没有好的照相机怎么能拍出好的照片？ 周帆类比说，没有好的科学技术，科研项目本身也很难取得重大突破，所以我们深入了解技术，找到最适合自己研究的技术是非常重要的。

但是，学术界流传着这样一句话:好的研究事业，不一定能发表好的期刊。 所以投稿的妙招也绝对不能忽视。

与三年前首次发表《自然》杂志相比，周帆对评论工作有了更合理的了解。 指控被欺凌的年轻人告诉记者，现在应该重视评委的所有意见。 这些严格的审查意见，并不一定是对方故意为难的。 他们真诚地提出意见，希望帮助原创作者不断提高论文质量，帮助研究小组提取更重要的科学结论。

这篇论文投稿后的一年半里，周帆陆续从四位评委那里收到了各种立场的意见，我们光是问答就回答了近150页的报纸。 必须全力补充数据，能够用数据说话，不用语言。 周帆说，在明确实验数据是可靠的情况下，即使这个结论与前人的研究矛盾，也必须勇敢地得出结论。 在客观表达科学结论时，可以适当扩展研究的意义，表达其研究的重要性。

在采访结束时，对于连续在顶级学术杂志上发表论文的感想，周帆表示:“其实我的研究训练是在太多良师益友的指导和帮助下完成的，我非常感谢。 希望将来有机会进行越来越高水平的研究，也许能启发医学，为人类的健康事业做出贡献。