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“答”问如流 妙“辩”连珠 | 研究生答辩风采展示:前沿交叉学科研究院 郑宇轩

    编者按:百年大计,教育为本。为全面提高人才培养质量,着力培养担当民族复兴大任的时代新人,北京大学深入贯彻落实习近平总书记关于教育的重要论述,坚持立德树人的根本使命,瞄准科技前沿和关键领域,以全员、全过程、全方位育人为基础,严格执行全过程管理,优化答辩程序及制度,坚持学位授予高标准,蹄疾步稳,教育改革取得扎实成效。学位论文答辩是研究生培养过程和培养成果的集中体现,是研究成果展示的重要平台。研究生院推出“‘答’问如流 妙‘辩’连珠——北京大学研究生答辩风采展示”系列报道,将各院系答辩特色做法和精彩瞬间汇集成文,集中展现研究生的科研能力和综合素养,为各院系进一步提升培养质量提供借鉴与参考。

首夏犹清和,芳草亦未歇。在新落成的综合科研楼里,北京大学前沿交叉学科研究院整合生命科学(生物学)专业2016级博士研究生郑宇轩顺利完成了博士学位论文答辩。由中国科学院动物研究所王皓毅研究员、高飞研究员,北京大学生命科学学院黄岩谊研究员、白凡研究员、邢栋研究员、伊成器研究员、魏文胜研究员所组成的博士学位论文答辩委员会对郑宇轩同学的论文组织了现场答辩。

在答辩现场,首先由郑宇轩对其博士学位论文《灵长类动物卵巢衰老的基因调控与机制研究》进行了40分钟的详细展示,该论文主要关注灵长类动物卵巢衰老的分子机制,从而为临床治疗和诊断提供依据。

图1.答辩展示现场

“卵巢作为人类女性内生殖系统产生生殖细胞、调节激素平衡的重要器官,与人类的生殖健康息息相关。年龄是制约生殖能力最大的因素,研究卵巢衰老的分子机制对于延缓生殖寿命而言具有重要临床意义。”展示开始时,郑宇轩向各位答辩专家就研究卵巢衰老的背景和意义进行了介绍。在对前人研究成果总结的基础上,他谈到,卵巢是一个结构复杂的器官,包含了许多不同的细胞类型,每一种细胞在卵巢衰老过程中都可能受到不同的影响。在过去,已经有较多的研究使用小鼠等啮齿类动物对卵巢衰老的生理学表型进行了观察,然而自然选择和进化的压力使得不同物种的卵巢存在着结构、功能、遗传背景等方面的巨大差异,因此小鼠卵巢的研究成果往往无法应用于人类。出于以上原因,利用当前强大的单细胞转录组测序技术研究非人灵长类动物卵巢衰老的分子机制,将为该领域提供一个全新的思路和视角,郑宇轩的博士学位论文正是聚焦于此。

在导师汤富酬教授的带领下,郑宇轩在博士期间主要从事生物信息学的研究工作,在答辩展示中,他以“卵巢衰老”这一生物学问题为主线,介绍了自己在探索问题、解决问题过程中遇到的挑战以及最终结果。尽管食蟹猕猴是研究常用的模式动物,但是其基因注释仍然存在很大的局限性。从手动注释基因开始,郑宇轩开始了长达四年的摸索。作为首次对灵长类动物卵巢的研究,他发现不同个体卵巢的转录组具有很强的差异性,在综合了癌症研究、噪音移除研究、转录因子共调控研究等多种研究方法后,最终成功克服了区分细胞类型的困难。发挥生物信息学的优势,他又依次发现各阶段卵母细胞的新型细胞标志基因,为卵母细胞筛选提供了重要依据。

考虑到卵巢细胞组成的复杂性,为了探索衰老对不同细胞类型转录调控的影响,郑宇轩创新地开发了“转录噪音”算法,发现衰老对转录组的影响是具有细胞类型特异性的——即不同细胞类型对衰老的敏感程度不同。他的计算分析发现,衰老会引起发育早期的卵母细胞、颗粒细胞中抗氧化系统失调,进而引起衰老系统的氧化损伤。基于这一发现,郑宇轩的博士论文研究将食蟹猕猴的研究假设推广至人类中,最终发现人类生理性衰老过程中氧化损伤也会加重,并确定细胞活性氧水平、细胞凋亡水平、抗氧化基因表达水平可以作为人类卵巢衰老的诊断标志物。通过基因敲低实验,他的研究还确定了部分抗氧化基因在人类卵巢中的保护作用

郑宇轩的研究建立了世界上首个灵长类动物卵巢衰老的细胞图谱,并且揭示了抗氧化系统的失活是卵巢衰老的驱动因素,同时还发现了人类卵巢衰老的诊断标志物。研究成果对于卵巢衰老的临床诊断和治疗具有重大意义

图2.答辩展示内容

在学术成果展示环节之后,在场的各位专家对该研究展现出强烈兴趣,并针对研究细节展开了一系列的提问与交流。专家们对论文选题、学术贡献、理论和应用价值等方面给予了认可和肯定,并提出了问题和建议。如黄岩谊老师提出,不使用传统转录组测序技术,而是使用了单细胞转录组测序技术对卵巢进行研究的原因是什么;伊成器老师指出答辩展示过程中可以多阐述一些计算分析中遇到的困难和挑战。

接下来答辩委员会进行了无记名投票表决,最后由答辩委员会主席魏文胜研究员宣布郑宇轩全票通过答辩。

图3.答辩委员和郑宇轩的合影

 

   【个人简介】

郑宇轩,前沿交叉学科研究院2016级整合生命科学(生物学)专业博士生,导师为汤富酬教授。博士期间发表SCI论文16篇,累计影响因子229;其中以第一作者发表11篇,累计影响因子184,包括《细胞》(Cell)封面论文和《细胞研究》(Cell Research)封面论文。相关研究成果入选2020年中国科学十大进展(中华人民共和国科技部)、2020年中国生命科学十大进展(中国科协)。个人曾获2021届北京市普通高等学校优秀毕业生、2020年北京大学学生年度人物、国家奖学金、北京大学三好学生、校长奖学金、专项奖学金、五四奖学金等荣誉。

 

   【对母校/学院/导师想说的话】

因为“希望为人类健康生活做出贡献”的初衷,我从本科的信息管理转到了博士阶段的生物学。从2016年入学时的“生物小白”成长至今,离不开我的导师汤富酬教授的辛勤栽培和教导,汤老师是我在北大学习生活的五年中对我影响最大的人,是我最想要感谢的人。依稀记得我第一次通过数据分析获得实验结果的场景,我当时兴奋地将实验结果展示给汤老师,尽管现在看来那只是一个微不足道的结果,但是汤老师却对我大加赞扬。这五年来,不论是实验结果还是投稿过程,都曾不止一次地不尽如人意,在我产生自我怀疑的时候,汤老师和我一同面对困难、讨论问题、商讨方案。汤老师常和我说的“不要着急,慢慢来”,也是焦虑时刻最为释怀的话语。汤老师带领我参与了许多非常前沿的科学研究工作,他所给予我的不只是无微不至的指导和帮助,更有一路的陪伴和鼓励!而这些“润物无声”鼓舞我一直走到了今天,并且愿意继续在科学研究的道路上走下去。整个博士培养的过程不仅帮助我提升了自身能力,更让我庆幸的是,我能够有机会为某个研究领域贡献力量!导师五年的教诲、自己五年的奔跑,都让这段时光充满了阳光!

    在这个特殊的日子里,寄予高考学子的祝福:

数载求学路上,你为了梦想而不断向前奔跑,在克服了许多我们不可想象的困难之后,此刻你终于坐在了考场之上。你是个披荆斩棘的勇者,期盼你再努力一把,登上顶峰,释放属于你的万丈光芒!愿多年之后再回忆起2021年6月的夏天,你无悔于自己的拼搏和汗水!

 

供稿:郑宇轩

整理:景怡、张燕、黄浩

 

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