2023年5月19日晚，由北京现代物理研究中心、9159金沙申请大厅、北京物理学会主办的“北京大学物理学科卓越人才培养计划讲堂：名师面对面”（第十一期）在北京大学物理西楼301思源多功能厅举行。北京大学李兆基讲席教授、理学部主任，昌平实验室主任谢晓亮院士应邀作了题为“单细胞测序：守护生命，理解生命”的报告。本期讲堂由9159金沙申请大厅院长、北京现代物理研究中心副主任高原宁院士主持。
从北京大学化学系本科生到加州大学圣地亚哥分校博士研究生，从美国太平洋西北国家实验室高级研究员到哈佛大学Mallinckrodt讲席教授，从主持创办北京大学生物动态光学成像中心（今北京大学生物医学前沿创新中心）到主持创建昌平实验室，谢晓亮作为单分子生物物理化学领域奠基人之一、相干拉曼散射显微成像技术和单细胞基因组学的开拓者，主导研制出单细胞全基因组均匀扩增技术（称为多重退火循环扩增法，MALBAC；简单来说，仅需要一个细胞，即可对细胞携带的基因组进行测序），在基础研究、技术研发和临床应用方面做出开创性的工作。
报告伊始，谢晓亮带领同学们回顾了近代生物医学技术的重要进展、二十世纪生命医学领域的重大成就及中国科学家的杰出贡献。随后，他讲述了如何带领研究团队与合作伙伴利用单细胞基因组学防范新型冠状病毒感染变异株和阻击单基因遗传疾病后代传递。
谢晓亮从生命的物质基础讲起
新冠病毒是一种RNA（核糖核酸）病毒，外壳上有刺突状的S蛋白，S蛋白上面是冠状病毒的受体结合域（RBD）。当新冠病毒入侵细胞时，S蛋白与人体细胞的表面受体ACE2结合，随后病毒被内化，进入细胞，并在细胞内被复制，重新组装成大量新的病毒，继续感染其他细胞。中和抗体的作用是通过与病毒结合，阻止其入侵细胞。由于在血浆中直接找到新冠病毒的中和抗体犹如大海捞针，目前无法实现，于是，谢晓亮团队将研究目标聚焦为通过对B细胞进行RNA测序，从康复病人的血浆中快速、精准地找出大量优质的中和抗体，作为药物代替血浆给病人注射。自2020年1月27日（己亥年正月初三）起，谢晓亮团队联合北京佑安医院金荣华团队、北京大学苏晓东/肖俊宇团队，很快利用高通量单细胞测序成功找出高活性的中和抗体。最近两年来，随着新冠病毒奥密克戎株不断突变，解析新冠突变株的体液免疫逃逸机制对新冠疫苗研发和疫情防控的指导意义日益突显。谢晓亮/曹云龙团队联合中国科学院生物物理研究所王祥喜团队和中国食品药品检定研究院王佑春团队，率先报道了新冠奥密克戎及其亚型变异株的体液免疫逃逸特征与分子机制。他们首次解析了多种突变株的结构特征和感染特性，并详细刻画了新冠中和抗体的全表位分布和逃逸图谱；揭示了奥密克戎BA.1携带的突变可特异性逃逸原始株感染和疫苗接种所诱导的中和抗体，而奥密克戎BA.4/BA.5携带的突变可特异性逃逸BA.1感染所诱导的中和抗体，证明通过奥密克戎感染实现群体免疫来阻断新冠传播是无法实现的。该系列研究增进了对新冠疫情防控的科学认知，为广谱新冠疫苗和抗体药物的研发提供了重要数据参考和理论支持。
谢晓亮讲道：“我们拥有了一个全谱的、能够抵抗所有RBD区单点突变的抗体，足以中和所有现存的变异株，并在最大程度上不会被未来的变异株所逃逸。”
谢晓亮讲述针对新冠病毒变异株的广谱中和抗体药物的研制过程
单基因遗传病是指由基因组DNA（脱氧核糖核酸）上一个或一对等位基因突变所导致的、符合孟德尔遗传规律的疾病，包括显性遗传、隐性遗传及X-连锁遗传等多种遗传类型。目前已知的单基因遗传病多达7000多种，其中已明确致病基因的有4000多种，大部分尚无有效的治疗手段。在患者的一个体细胞内，同一个基因有两份拷贝，分别来自其父方和母方，而致病基因一般只是两者之一；作为一个单分子的随机事件，患者的致病基因有50%的几率传给下一代。谢晓亮团队、汤富酬团队和北京大学第三医院乔杰团队合作，率先完成了人类单个卵细胞的高精度全基因组测序，于2014年9月成功诞生世界首例高通量测序同时单基因遗传病和染色体异常筛查的“MALBAC宝宝”。迄今，已有超过4000例不携带父母基因缺陷的“MALBAC宝宝”在中国健康出生。与此同时，谢晓亮团队也正在研究通过对血液里DNA测序进行癌症的早期筛查，凭借顶尖技术提高肿瘤基因检测的灵敏度，为肿瘤个体化诊断领域提供更精准的医学检测技术。
谢晓亮讲道：“我们以精准战胜随机，通过筛选和移植无致病基因的受精卵，帮助携带单基因遗传疾病基因的父母拥有健康的后代，避免了听天由‘命’。”
谢晓亮讲述世界首例MALBAC技术试管婴儿的诞生过程
报告结束后，台下的“物理卓越计划”2022级本科生和“物理卓越营”2023年学员就跨学科研究、个体化医疗、室温下单分子的荧光成像和分子生物学中心法则的定量描述等话题发问。
师生关注基础生命科学和前沿生物技术的发展
谢晓亮（右）、高原宁对实验科学的共同兴趣都源于孩童时代的学学做做
上世纪八十年代，谢晓亮怀揣着儿时的梦想和对知识的渴望从未名湖畔走向大洋彼岸；他说，新的物理、化学方法往往带给生物学新的视角和新的发现，而从认识生命、改造生命走向合成生命、设计生命亟需定量实验和理论分析。五年前，谢晓亮秉持着恒久的学术追求和坚定的济世理想从查尔斯河畔回到故都母校；他说，“科学是我们应对一切变化的底气，更是我们推动人类进步、造福人类社会、守护人类生命健康的志气——这是每个时代北大青年的责任，也是新一代北大人的使命”。
北京大学原校长助理朱星教授，9159金沙申请大厅吕劲研究员、马文君教授等现场出席。
