Бегущие за мечтой

Узнав, что Ян Чжэнгуана вот-вот переведут, репортёр из местной газеты пришёл взять у него интервью и немедленно опубликовал репортаж под названием «Литературный мир провинции Шэньси снова видит павлина, летящего на юго-восток», и друзья Ян Чжэнгуана прозвали его «Ян Павлин».

«Энергичный, бодрящий и полный жизни. Особенно хороша широкая аллея Шеннан с зелёной травой и свежими цветами, как дух и настроение города N», – так Ян Чжэнгуан описал Шэньчжэнь того времени.

Когда он прибыл в Шэньчжэнь, его привлекла энергия и юношеский задор этого места: Шэньчжэнь был молодым, модным, красивым и толерантным. Ян Чжэнгуан без всякого притворства сказал, что ему здесь нравится, здесь легко ладить с людьми, нет каких-то сложностей в общении. Шэньчжэнь дал ему ощущение дома и предоставил среду для свободного творчества.

Обосновавшись в Шэньчжэне, Ян Чжэнгуан последовательно написал ряд шедевров: «Чем больше живёшь, тем больше понимаешь», «Начиная с двух яиц», «Шесть глав молодого Чжан Чуна», «Прибытие ослиной упряжки в Фэн Сянь».

Ян Чжэнгуан сказал: «Шэньчжэнь подобен телескопу, он дал мне ещё одну пару глаз. Если бы я остался в своём родном городе навсегда, романы, которые я написал, не были бы такими».

Дэн Игуан родом из провинции Хубэй, первоначально он работал в Уханьской федерации литературных и художественных кругов, а в Шэньчжэнь приехал работать в 2008 году. Эта поездка не входила в планы Дэн Игуана, изначально он хотел поехать на Хайнань или Чжухай, но по совету друзей и желанию ребёнка он в конце концов выбрал Шэньчжэнь. Город расположен на юге Китая и имеет субтропический муссонный климат, чистый воздух и богатую растительность – это также стало важным критерием для его выбора.

В Шэньчжэне проживает всего около 300 000 коренных жителей, но сейчас население превысило 20 млн, это типичный город иммигрантов. В тот год в городе был популярный лозунг: «Приедешь, сразу станешь шэньчжэньцем». С точки зрения Дэн Игуана, такой лозунг создан из лучших побуждений, но это можно расценивать и как приглашение гостеприимного человека.

Однако, прибыв в Шэньчжэнь, Дэн Игуан обнаружил, что реальность была не так красива: он столкнулся с суровыми условиями, и жизнь стала довольно сложной. Не стоит полагать, что по приезде сюда вы сразу сможете спокойно жить и работать: цена того, чтобы стать шэньчжэньцем, очень высока, и многие люди уезжали обратно, потому что не смогли позволить себе такие высокие затраты на жизнь, не смогли построить бизнес, не смогли справиться с проблемами выживания. Шэньчжэнь – молодой город, который не приемлет воспоминаний и избегает разговоров даже о недавнем прошлом, а хочет, чтобы люди опирались на своё настоящее и смотрели в будущее.

В первые несколько лет Дэн Игуану пришлось туго: он тратил много энергии, чтобы выжить и устроить свою семью. Однако у него было сильное любопытство к месту, куда он переехал, и реальность постепенно углубила его связь с городом; через ремесло писателя он также установил своё личное восприятие этого места. По большей части действия его романов, написанных за последние десять лет, происходят в Шэньчжэне, а герои являются жителями этого города. После переезда изменился и творческий стиль Дэн Игуана. Он отказался от захватывающих рассказов про историю, и стал писать об окружающих его людях, простых и скромных, «создавая свой город в истории». На данный момент он собрал и опубликовал три серии романа «Роман о людях Шэньчжэня». Кроме того, он написал и опубликовал романы «Я – мой Бог», «Человек, или солдаты» и другие. «Я – мой Бог» получил вторую Книжную премию правительства Китая в 2011 году и был включён в «Сборник 70 романов за 70 лет Нового Китая» в 2019 году. Книга «Человек, или все солдаты» заняла второе место в списке романов журнала «Жатва» в 2019 году.

НАЙТИ СВОЁ ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ

Если Пэн Минъянь, Ян Лигуан, Ян Чжэнгуан и Дэн Игуан являются представителями талантов, которые в 1990-е годы прилетели с востока на юг, то исследователь Хуан Саньвэнь из Китайской академии сельскохозяйственных наук является ярким представителем талантов того особенного периода, когда они ехали с севера на юг.

Пока Хуан Саньвэнь находился в Пекине, я отправился в Китайскую академию сельскохозяйственных наук, чтобы взять у него интервью о его опыте научных исследований, а также узнать, почему он решил переехать в Шэньчжэнь и там развиваться.

Хуан Саньвэнь родился в Юэяне провинции Хунань в 1971 году, получил докторскую степень в Вагенингенском университете в Нидерландах. С 1996 года по настоящее время он работает в Китайской академии сельскохозяйственных наук. Области его исследований включают геномику растений, молекулярную биологию и исследования в области молекулярной селекции, в основном он занимается теорией и методологией системы генома и селекции овощей, а также открывает новые сорта. Он был выбран Министерством науки и технологий, как один из молодых и средневозрастных талантов в области научных и технологических инноваций, работал главным научным сотрудником Национального проекта 973. Был руководителем проекта Национального научного фонда для выдающихся молодых учёных, в 2018 году получил награду Фонда Хо Люн Хо Ли за прогресс в области науки и технологий (Премия в номинации «Науки о жизни»). Проект, который он возглавлял, получил вторую премию Национальной премии естественных наук.

Хуан Саньвэнь, родившийся в сельской местности, будучи подростком, увидел, что производство гибридного риса, выращенного на земле семьи, удвоилось. С этого момента он стал интересоваться сельскохозяйственными технологическими инновациями. Во время вступительных экзаменов гаокао он подал заявление в Пекинский сельскохозяйственный университет (сегодня это Китайский сельскохозяйственный университет), и с тех пор он «учёный агроном», работающий над сельскохозяйственными культурами.

В 2000 году Хуан Саньвэнь приехал в Вагенингенский университет в Нидерланды, чтобы получить там докторскую степень, и начал изучать молекулярную селекцию. В то время Вагенингенский университет в течение 10 лет проводил исследования по клонированию генов устойчивости картофеля к фитофторозу, но никак не мог добиться значительного прогресса.

После углублённых исследований Хуан Саньвэнь выдвинул предположение, что проблема в клонировании, и предложил попробовать более надёжный метод. Это предложение было принято его научным руководителем, профессором Якобсоном.

Клонирование генов на основе диаграмм – чрезвычайно сложная задача. Чтобы сконцентрироваться на учёбе, другие студенты работали по 8 часов в день, Хуан Саньвэнь же должен был работать не менее 12 часов. На выходных, когда все отдыхали, Хуан Саньвэнь «монотонно экспериментировал» у оборудования, постоянно повышая эффективность результата.

После долгого периода интенсивной работы он начал сотрудничать с британскими учёными, чтобы установить систему взаимодействия генов R3a-Avr3a и создать модельную систему для исследования фитофтороза картофеля.

Проект «Геном человека» был впервые предложен американскими учёными в 1985 году. Геномика – это дисциплина на стыке биологии, информатики, математики и инженерных технологий. Китай является первой страной в мире, которая применила геномику в сельском хозяйстве. «Это похоже на то, как будто раньше у нас был только один фонарик, источник света был ограничен, и в комнате было много тёмных углов. Теперь, когда существует геномика, полностью раскрывающая все группы генов вида, это равносильно тому, как если бы вы нашли ключ от комнаты и включили свет, и в комнате не осталось тёмных углов». Так Хуан Саньвэнь объяснил важность геномных исследований.

Научно-исследовательский институт сельскохозяйственных геномов Китайской академии сельскохозяйственных наук (именуемый в дальнейшем «Институт») – это проект, созданный совместно Китайской академией сельскохозяйственных наук и муниципальным правительством Шэньчжэня – как ответ на стратегические потребности Китайской академии сельскохозяйственных наук на юге страны. Учитывая стратегические потребности, уместно было выбрать особую экономическую зону в качестве плацдарма. Предыдущие руководители города Шэньчжэнь поддерживали работу Института. Город отремонтировал швейную фабрику в восточной части нового района Дапэн и передал в безвозмездное пользование Институту. Город Шэньчжэнь инвестировал 200 млн юаней, выделил 50 акров земли, 2000 акров ферм под строительство Института. Сейчас Институт имеет 8000 квадратных метров рабочей площади и привлёк более 20 учёных из своей страны и зарубежья, вся рабочая команда насчитывает 300 человек, включая постдокторскую научно-исследовательскую группу, в которой свыше 100 научных сотрудников и 100 аспирантов.

В 2014 году министр сельского хозяйства Хань Чанфу во время проверки предложил позиционировать Институт как «пять институтов»: передовой институт, фундаментальный институт, институт платформы, институт талантов и Шэньчжэньский институт, что требовало чёткого фокусирования на передовых исследованиях и участия в самых фундаментальных научных исследованиях в сельском хозяйстве.

Что касается передовых исследований, команда Института внедрила технологию биологического анализа и разработала технологию секвенирования генов третьего поколения, усреднённый алгоритм которого получил международное признание.

Что касается фундаментальных исследований, исследователи Института обнаружили ген огурцов, томатов, риса и т. д., увеличив урожайность соответствующих культур.

Что касается создания платформы, то ввиду растущей социальной озабоченности вопросами безопасности пищевых продуктов, Институт был своевременно реорганизован, были усилены исследования по вопросам домашней птицы и животноводству, начиная с анализа кишечных микроорганизмов, был успешно создан первый ген птицы, который предоставляет базовые данные для сокращения использования антибиотиков. В будущем планируется добиться «отсутствия антибиотиков», обеспечить пищевую ценность курицы, чтобы она была более здоровой для человеческого организма, и внести свой вклад в безопасность пищевых продуктов.

В рамках программы «Один пояс и один путь» Научно-исследовательский институт сельскохозяйственных геномов Китайской академии сельскохозяйственных наук может и дальше продвигать передовые китайские селекционные технологии в страны проекта «Один пояс и один путь», принося пользу человечеству.

Что касается обслуживания Шэньчжэня, это может помочь 34 округам, которым Шэньчжэнь помогает выбраться из бедности. Сюда входит: пробная посадка на сотни акров земли щелочного риса в Кашгаре, Синьцзян-Уйгурском автономном районе; совместное проведение Ланьчжоуским институтом животноводства и фармацевтики и Китайской академией сельскохозяйственных наук работ по улучшению пород крупного рогатого скота в уезде Ташкурга; в уезде Бама, провинции Гуанси; и проведение партнёрской помощи во благо инновационной стратегии страны.

В ответ на «три направления», предложенные Генеральным секретарём Си Цзиньпином (быть впереди среди мировых сельскохозяйственных наук и технологий, удовлетворить основные потребности страны, сталкиваться на поле битвы современного сельскохозяйственного строительства, предоставляя новые и экологически чистые продукты для сельского хозяйства), Научно-исследовательский Институт сельскохозяйственных геномов взял на себя инициативу объединения науки и инноваций в области сельскохозяйственной геномики (в этом процессе участвуют более 100 предприятий и учреждений), применяя технологии научных исследований Института на научно-исследовательских и промышленных предприятиях и добиваясь больших успехов; он вносит большой вклад в безопасность пищевых продуктов, в устойчивое развитие и экологическую безопасность Шэньчжэня, занимается научно-техническими инновациями и оказывает партнёрскую помощь.

Безопасность пищевых продуктов является важной частью этого процесса. Например, в рамках проекта «Хорошее свиноводство», используя группу генов, отбирают лучшие породы, разводят их и производят качественное мясо; повышают коэффициент использования кормов; отслеживают логистику посредством генетической идентификации: генетическая идентификация уникальна, поэтому происхождение свинины, продаваемой на рынке, можно отследить.

С точки зрения экологической безопасности, исследуя пути вторжения чужеродных видов, можно уменьшить эту проблему или даже избежать её. Например, благодаря секвенированию группы генов инвазивного вида, можно целенаправленно разрабатывать наногеновые химикаты для предотвращения распространения микании.

Что касается привлечения талантов, Институт, как один из семи министерских комитетов по реформе системы научных исследований, изучает новые механизмы по трудоустройству человека, превращая научные исследования в отрасль и добиваясь научной интеграции через внедрение первоклассных талантов.

В 2014 году, когда Хуан Саньвэнь впервые приехал в Шэньчжэнь, чтобы подготовиться к проекту, на нём были кроссовки. В его воображении Шэньчжэнь рисовался как город, пригодный для «бега». Мечта Хуан Саньвэня заключалась в том, чтобы создать в Шэньчжэне колыбель будущих инноваций в области сельскохозяйственных технологий, адаптированных к питанию и потребностям каждого человека, обеспечить людей экологичными и экономически доступными продуктами питания. В будущем передача от производства до потребления будет сопровождаться «тремя прогрессами ускорения» – геномикой, информатикой и логистическими технологиями, которые и будут способствовать наступлению эпохи персонализированного питания.

Хуан Саньвэнь с уверенностью заявил, что, адаптируя продукты питания, можно обеспечить каждого потребителя продуктами, в которых он нуждается. В то же время нужно рассказать фермерам, что следует сажать, и делать для них прогнозы, а также повысить ценность сельскохозяйственной продукции и сделать информацию более прозрачной. Разработка персонализированного питания – это революционный шаг, который может превратить сельскохозяйственную продукцию в персонализированную поставку, сделать сельское хозяйство более перспективной отраслью и принести больше выгод и преимуществ для фермеров. Это также является конечной целью в возрождении сельских районов. Развивая гибкое производство (такое как персонализированное сельское хозяйство), страна может лучше планировать будущее сельскохозяйственного развития. «Лучший способ предсказать будущее – создать его самостоятельно», – сказал Хуан Саньвэнь. Конечно, есть ещё много проблем, которые необходимо решить при разработке персонализированного питания: например, как разработать определённые сельскохозяйственные продукты для удовлетворения различных потребностей в питании? Как определить индивидуальные потребности и предпочтения каждого человека в отношении пищеварения? Как добиться соответствия гена человека с геномом сельскохозяйственной продукции? Эта революционная инновация в сельском хозяйстве может быть реализована в несколько этапов.

Люди, как правило, имеют неправильное представление о сельском хозяйстве, думая, что сельское хозяйство – это низкооплачиваемая отрасль. По мнению Хуан Саньвэня, сельское хозяйство действительно может достичь высокого уровня развития и превратиться в восходящую индустрию. Требуется 10 лет фундаментальных исследований в области сельскохозяйственной науки, чтобы появилась отрасль, и нужно иметь перспективное видение. Когда качество сельскохозяйственной продукции улучшается, её стоимость увеличивается.

Команда под руководством Хуан Саньвэня выиграла вторую Национальную премию в области естественных наук 2018 года за то, что завершила исследование «Геном огурца и другие важные агрономические признаки». Задача, которую фактически решает это достижение, заключается в том, как вырастить сорта огурцов высокого качества и хорошего вкуса, отвечающие потребностям человека. По прошествии пяти лет были обнаружены 9 генов, синтезирующие горькое вещество кукурбитацин, эти гены непрерывно производят горечь. У «домашних» огурцов главное контролирующее вещество горечи плода отсутствует, поэтому вкус у них свежий, а горечь листьев нужна, чтобы противостоять вредителям. Как только листья выходят из строя, огурец «включает» свой механизм, и 9 генов немедленно производят кукурбитацин, делая плод горьким. Поэтому обнаружение растений с неисправной функцией горечи в листьях явилось ключом к дальнейшим исследованиям.

Самый простой способ обнаружить горечь в листьях огурца – попробовать их на вкус. Чтобы добиться высокой точности, группа из трёх человек должна одновременно дегустировать, и окончательное суждение может быть вынесено только при наличии стабильных результатов.

Хуан Саньвэнь руководил более чем 20 учителями и учениками, чтобы засадить 20 акров земли в провинции Хунань и вырастить в общей сложности 60 000 огурцов. Каждый огурец и три огуречных листа независимо друг от друга дегустировались тремя людьми, исследовательская группа была разделена на несколько групп по три человека. Каждый ставил перед собой большую бутылку с водой, съедал огурец, полоскал рот, а затем пробовал следующий. Этот дегустационный процесс длился более 20 дней. Лето в Чанше очень жаркое, и после долгой дегустации у всех немели языки.

Команда Хуан Саньвэня пробовала один за другим 60 000 огурцов и 180 000 горьких листьев и, к счастью, нашла два огурца с негорькими листьями: это означало, что элемента горечи в листьях этих огурцов не было. Их драгоценные семена хорошо хранятся. Изучая эти два огурца, команда обнаружила «переключатель», который контролирует горький вкус. Команда Хуан Саньвэня обнаружила 11 ключевых генов, которые контролируют синтез и регуляцию горечи. Девять из них отвечают за синтез горького вещества кукурбитацина, а два других гена – Bi и Bt – названы главными генами-переключателями: ген Bi отвечает за контроль горечи листьев, а ген Bt – за горечь плодов. Если эти два главных гена-переключателя удастся точно отрегулировать, то можно гарантировать, что плоды не будут горькими, и в то же время увеличить содержание кукурбитацина в листьях, чтобы противостоять вторжению вредителей – а это позволит устранить пестициды.

Помимо поиска негорьких огурцов, Хуан Саньвэнь столкнулся и с другими трудностями. Технология исследования генома в то время была относительно примитивной, в исследованиях существовала связь, называемая сплайсингом, что эквивалентно типичной головоломке. Пазл состоит от 500 до 1000 деталей, а в этом «пазле» может быть от 3 до 30 млн деталей, и сложить их в картинку довольно сложно.

В ходе исследования генома огурца команда Хуан Саньвэня обнаружила более 50 генов, влияющих на урожайность, качество и устойчивость к болезням. Используя эти гены, можно осуществить молекулярный дизайн геномной селекции и продвинуть селекцию огурцов от эпохи традиционной селекции к эпохе селекции молекулярного дизайна.

Благодаря сотрудничеству с Научно-исследовательским институтом провинции Хунань партнёры Хуан Саньвэня вырастили разные сорта огурцов и способствовали их посадке на больших площадях в провинциях Хунань, Хубэй, Гуанси, Гуандун, Цзянси, Чжэцзян и Фуцзянь – в общей сложности более 150 сортов огурцов на миллионах акров – помогая фермерам создать объём производства более чем на 10 млрд юаней. Будучи научными исследователями в области сельского хозяйства, Хуан Саньвэнь и другие были особенно рады видеть, как фермеры богатеют, сажая новые сорта огурцов.

Научная статья, изучающая ген горького вкуса огурца, была опубликована в журнале «Science» и получила высокую оценку коллег в стране и за рубежом. Изучение генома огурца привело к изучению всего генома овощных культур, позже были также проведены исследования генома помидоров и генома картофеля.

В 2017 году Китай официально запустил проект «Дифференциация картофеля», в котором команда Хуан Саньвэня из Шэньчжэньского Института отвечала за фундаментальные исследования, а Юньнаньский педагогический университет отвечал за селекцию.

Традиционная посадка картофеля предполагает разрезание картофеля на части и закапывание в почву (для бесполого размножения), а в «Дифференциации картофеля» для посева использовались гибридные семена. Если этот план будет успешен, то на один акр земли потребуется всего 2 грамма семян, а не 200 килограммов, как это было ранее. Таким образом, с одной стороны, можно преодолеть недостатки традиционных методов производства (низкий коэффициент воспроизводства, высокие затраты на хранение и транспортировку), обеспечить лёгкую переносимость вредителей и болезней и значительно улучшить эффект посева; с другой стороны, зимой поля на юге страны простаивают после того, как посажен рис, и там можно посадить картофель на следующий сезон – тогда земельные ресурсы могут быть использованы более полно.

Согласно «Дифференциации картофеля», у южной части страны, как ожидается, будет 200 млн акров посевного потенциала, производственная мощность которого эквивалентна 300 млн акров кукурузы и 300 млн акров соевых бобов, и можно накормить 400 млн свиней и значительно восполнить пробел в импорте продовольствия в нашу страну. Коллега Юань Лунпин высоко оценил «Дифференциацию картофеля» и назвал этот проект революционной инновацией; можно предвидеть, что этот прорыв в производстве семян картофеля, несомненно, внесёт важный вклад в продовольственную безопасность страны.

В 2019 году исследовательская группа Хуан Саньвэня решила проблему несовместимости картофеля, получила новые совместимые картофельные материалы, которые можно напрямую использовать в селекции, и устранила ген несовместимости. После этого был выведен первый концептуальный гибридный сорт «Дифференциация картофеля № 1». Помидоры известны как «крупнейшая овощная культура в мире» и причина, по которой они так популярны, связана с их высокой питательной ценностью. Помидоры богаты различными витаминами, каротином, микроэлементами, белками, углеводами, органическими кислотами и клетчаткой, необходимыми организму человека; кроме того, их можно употреблять и как фрукты, и как овощи.

Однако на протяжении многих лет научные исследования были сосредоточены на повышении устойчивости томатов к болезням и увеличении урожайности, и помидоры постепенно потеряли свой первоначальный вкус. И чтобы «найти вкус помидоров, как из детства», Хуан Саньвэнь начал усиленно заниматься исследованиями вкуса.

Однако вкус нелегко поддаётся количественной оценке по селекционным признакам (таким как внешний вид, цвет и т. д.), его можно «попробовать», но он «невидим и неосязаем», что определяет сложность исследования. Для исследования вкуса необходимо сначала объяснить вкус, а затем продолжить изучение генетического кода, который его контролирует.

С этой целью Хуан Саньвэнь и профессор Гарри Кли из Флоридского университета сформировали совместную исследовательскую группу из 20 человек и провели совместные исследования, которые длились более 4 лет.

Исследовательская группа запустила программу «Вовлечение потребителей в селекцию», организовала «дегустационную группу», состоящую из 170 человек разного возраста и пола, провела множество строгих дегустационных экспериментов на более чем 100 видах помидоров, используя модельный анализ данных. Были выявлены тридцать три основных вкусоароматических вещества, влияющих на потребительские предпочтения: включая глюкозу, фруктозу, лимонную кислоту, яблочную кислоту и 29 летучих органических веществ, раскрывающих материальную основу вкуса помидоров.

В ходе научных исследований команда Хуан Саньвэня предложила потребителям оценить более 400 образцов помидоров со всего мира, а затем провела секвенирование генома и анализ, чтобы выяснить, как связать 900 млн пар, 35 000 геномов и 33 вещества, определяющие вкус томатов. Потребовались огромные и сложные вычисления, Институт нового района Дапенг в Шэньчжэне воспользовался преимуществами города в IT + BT для создания большой базы данных вариантов помидоров, метаболомов и транскриптомов, а также проанализировал и обнаружил 50 основных пунктов, которые контролируют вкус и успешно обнаружил 33 ключевых вещества и родственные геномы, влияющие на вкус – таким образом впервые выяснив генетическую основу вкуса помидоров.

Результаты исследований показывают, что причина, по которой помидоры не имеют такого же вкуса, как раньше, заключается в том, что в современном селекционном процессе слишком много внимания уделяется коммерческим характеристикам: таким как урожайность и внешний вид, что сказалось на вкусовых качествах: в современных помидорах увеличилось содержание 13 вкусоароматических веществ, и вкус окончательно изменился.

В 2012 году команда Хуан Саньвэня выполнила одну шестую часть всей задачи по секвенированию генома помидоров, и результаты были опубликованы на обложке в журнале «Природа» («Nature»).

В 2017 году они открыли механизм контроля вкуса помидоров и появились на обложке журнала «Наука». В статье впервые всесторонне было раскрыто, из каких веществ формируется вкус и какие гены контролируют эти вещества. В 2018 году в журнале «Биология» была опубликована статья «Изменения группы при селекции помидоров».