跨界自學，將編程計算技術融入傳統生物學研究；從頭做起，組建多學科團隊……在中科院廣州生物醫藥與健康研究院研究員彭廣敦看來，做科研最快樂的地方，就是取得一點進步，就很有獲得感。不斷學習、不斷嘗試、不斷突破，他一直致力于揭示干細胞發育的規律，期待為醫學發展打開一扇新的窗口。
在中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院的實驗室里，80后研究員彭廣敦穿著一件白大褂，全神貫注地操作著顯微儀器。
顯微儀器下，藍色試劑浸染過的標本，薄薄一片。在彭廣敦的解說中，每一個細胞都充滿生命的活力，“細胞成長的過程就好比一場音樂會，不同的樂器發出不同的聲音，從而形成一首美妙的協奏曲。研究這個過程，能揭示細胞發育的規律。”
理解具有特定功能細胞的變化能力與規律
2009年，彭廣敦從中科院原上海生物化學與細胞生物學研究所博士畢業，幾年后進入中科院廣州生物醫藥與健康研究院，承擔國家重點研發計劃“干細胞及轉化研究”重點專項、中科院“器官重建與制造”戰略性先導科技專項等項目。2017年，廣州再生醫學與健康廣東省實驗室成立，彭廣敦加入實驗室細胞譜系中心，從事干細胞發育譜系方面的研究。
干細胞可以在實驗室里培養，不斷增殖，分化為人體中需要的各種功能性細胞。應用這些分化出來的功能細胞，就有可能實現再生醫學的治療方式。近年來，干細胞與再生醫學研究越來越引人關注。但如何認識并獲得合適的干細胞，是目前相關領域的研究瓶頸。
彭廣敦一直想找到胚胎發育中時間和空間的編碼規律。“胚胎發育就像是建造一座建筑，早期時段會繪制一張藍圖，以后各細胞成長的走向都依照藍圖來進行。”他說。
“但用一張圖來解釋胚胎的發展過程還遠遠不夠，需要很多張圖，記錄不同時期的胚胎發展，形成一部‘動畫’。”彭廣敦的研究，就是描繪胚胎發展的時間和空間變化圖，從而清晰地追蹤這些細胞從哪里來，經歷了怎樣的過程，又去向哪里。
他介紹，通過獲得這些具有特定功能的細胞，理解細胞變化的能力和規律，從而將其進行移植或者再造應用，可以為未來的醫學發展打開一扇新的窗口。
進行跨學科研究，新技術帶來新思路
彭廣敦博士畢業后，本打算去企業工作。偶然間，他得到了一個計算生物學研究領域的工作機會。然而，對于沒有編程基礎的彭廣敦來說，這意味著必須邊工作邊自學。新領域帶來的壓力，反而成了極大的動力，讓他看到了從事科研新的可能，也更加堅定了他要繼續走科研之路的決心。
這段跨界經歷，為彭廣敦做研究提供了新思路。他發現，將編程計算技術融入傳統生物學研究中，通過測序并結合計算機對數據信息進行挖掘，可以實現多角度、連續動態無偏差地觀察細胞的變化路徑。
彭廣敦和他的團隊發現，此前單細胞分析方法會丟失細胞在體內原有的位置信息，“鋪陳藍圖這個時期的胚胎直徑只有300微米，比一根頭發絲還細，要結合新的更精密的技術方法組合分析。”
在經歷反復搭建、嘗試新的技術體系之后，2019年，彭廣敦課題組聯合其他課題組共同繪制了細胞成長軌跡三維立體圖，發表在國際學術期刊上。
這項研究首次構建了小鼠早期胚胎著床后發育時期高分辨率時空轉錄組圖譜，獲得了超2萬個基因從時間和空間上的表達模式；首次從分子層面揭示了內胚層譜系的新來源，為理解胚層譜系建立及多能干細胞的命運調控機制，提供了翔實的數據，也為基于干細胞的再生醫學研究提供了全新思路。
“做科研最快樂的地方，是取得一點進步，就很有獲得感。”彭廣敦說。目前，這項技術已成功應用于小鼠大腦發育、肝臟腫瘤學等研究中，能夠還原生理、病理狀態下組織和器官層面重要的分子動態特征。
科研是長期的事業，張弛有度才能持久
彭廣敦的科研之路并非一帆風順，“每往前走一步，往往會有更多問題。”彭廣敦說。
回憶起剛開始帶團隊做科研的經歷，彭廣敦坦言遇到過不少坎，“團隊一開始沒有知名度，招學生都難，只能四處推銷自己。”團隊早期招來的學生，學科背景跨度比較大，數學、工程、人工智能、生物等專業都有。每次開組會，彭廣敦會花更多時間去講解實驗的意義和進展，讓大家更充分地投入研究，激發持續探索的動力。
科研創新需要跨學科的人才。漸漸地，彭廣敦發現多學科的團隊常常帶來意外收獲。成員間的互相討論，經常碰撞出思維的火花，“大家相互啟發、打氣，感覺自己并不孤單，充滿干勁。”在他看來，向他人學習有助于保持清醒，不斷突破已有的認知框架，追尋新的發現。
細胞成長軌跡三維立體圖的研究成果發表后，彭廣敦的壓力更大了。他發現，近兩年，國際上相關領域的研究逐漸增多，有的團隊在人員、設備、技術上都很有優勢。“近些年，國內基礎研究的創新氛圍愈發濃厚，鼓勵嘗試、允許試錯。”彭廣敦說：“但時間、資源有限，如果長期摸索不到正確的方向，就面臨著錯過機會的風險。”
如何排解科研的緊迫感帶來的壓力？出生于文藝家庭的彭廣敦在工作之余，常從音樂、書籍中得到心靈的放松。交響樂、科幻小說中的詞語，也常常變成他在研究中形象生動的比喻，啟發他從新角度看待科研。
“科研是長期的事業，張弛有度才能持久。保持好的心態，才能更好地做科研。”未來，彭廣敦與團隊希望在干細胞時空譜系研究上繼續取得突破。
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