编译丨王聪
编辑丨王多鱼
排版丨水成文
2024 年是Cell Press（细胞出版社）50 周年，Cell Press 推出了“全球科学 50 人”（50 Scientists that Inspire）系列采访，介绍了 50 位激励我们的知名科学家。这些科学家由 Cell Press 旗下各学科期刊的编辑提名，他们的研究和职业生涯推动了创新、跨界、激励着未来的领导者。Cell Press 希望通过这些采访，提供了一扇窗，让人们了解这些科学家的生活和实验室，以及他们对未来科学的希望。
这 50 位科学家中，有 14 位华人科学家，他们是——清华大学免疫学家胡小玉、斯坦福大学材料科学家鲍哲南、武汉大学材料科学家闵杰、西湖大学分子生物学家朱听、中国科学院分子植物科学卓越创新中心植物学家王佳伟、浙江大学神经科学家胡海岚、中国科学技术大学免疫学家朱书、芝加哥大学/阿贡国家实验室储能科学家孟颖、中山大学肿瘤防治中心肿瘤学家徐瑞华、中国医学科学院和协和北京协和医学院肿瘤学家吴晨、清华大学寄生虫学和病毒学家程功、斯坦福大学人工智能学家李飞飞、昆明理工大学发育生物学家季维智、麻省理工学院与哈佛大学 Broad 研究所生物技术与分子生物学家王潇。（排名不分先后）
《生物世界》将陆续更新Cell对这 14 位华人科学家的采访。
本期带来的是对清华大学寄生虫学和病毒学专家程功教授的采访 ：悟道一以贯之（to seek the truth, one must persevere）。
程功教授，因其在研究蚊媒疾病方面的领导力，入选 Cell Press “全球科学50人”（50 Scientists that Inspire）。
程功，2008 年在复旦大学获得微生物学博士学位，随后在耶鲁大学传染病系进行博士后研究工作。2011 年加入清华大学，目前为清华大学终身教授。程功实验室主要研究蚊媒传染病的分子相互作用，以及开发对抗病毒感染和传播的策略。
在此次 Cell Press 的访谈中，程功分享了他对黄病毒研究未来的兴奋之情，并讨论了共享数据和资源的重要性，以使科学以符合伦理和公平的方式进步。
Cell Press：你对想要从事科学研究的学生有什么建议吗？
程功：在我的办公室墙上挂有一个座右铭——悟道一以贯之，意思是要想寻求真理，必须坚持不懈。科学研究的过程充满了不确定性和风险，往往需要对复杂的自然现象进行持续的探索才能找到答案。因此，对于年轻学生来说，找到自己感兴趣的科学方向，提出科学问题，并坚持不懈地追求真理，这一点尤为重要。
Cell Press：你觉得科学创新是什么样子的？
程功：对我而言，科学创新意味着理解登革热、寨卡病毒、日本脑炎和西尼罗河病毒等蚊媒黄病毒在生命周期中宿主、病毒和蚊子之间复杂的相互作用。这些病毒会导致严重疾病，并对公共卫生构成重大威胁，但大多数都没有疫苗或治疗方法。
我的研究旨在剖析这些黄病毒的生命周期机制，并开发新的策略来遏制其传播。我们已经确定了存在于宿主血液和蚊子肠道微生物群中的关键因素，这些因素会影响蚊子如何获取这些病毒。例如，我们发现诸如 Serratia marcescens 和 Rosenbergiella_YN46 等共生细菌在这个过程中发挥着关键作用。我们还发现，蚊媒黄病毒能够操控宿主皮肤微生物群产生吸引蚊子的气味，并确定了包括唾液蛋白在内的关键感染调控因素，这些唾液蛋白在蚊子吸血时与病毒颗粒一起被引入宿主皮肤，从而改变宿主的免疫反应以增强病毒传播。我们关于寨卡病毒和登革热病毒适应性突变的研究发现，这些突变促进了病毒在宿主与蚊子之间的快速传播，为这两种病毒的出现和再度出现提供了新见解，也为疾病预防开辟了途径。通过这些发现，我们旨在开发创新策略来控制蚊媒病毒性疾病，以最终改善公众健康。
Cell Press：在你的领域中，目前最让你感到兴奋的是什么？
程功：我非常兴奋能研究共生微生物在黄病毒传播和感染中的作用，旨在通过操控这些微生物来控制传播。
在之前的研究中，我们发现黄病毒感染可以调节皮肤微生物群释放的气味——宿主皮肤微生物群释放的化合物苯乙酮可以被黄病毒感染所增加。这些气味的变化导致蚊子更喜欢感染虫媒病毒的宿主，导致蚊子选择高频率的病毒血症宿主，这表明黄病毒利用了一种策略来塑造宿主皮肤微生物群，从而增强病毒传播的概率。膳食给予维生素A可抑制黄病毒感染宿主皮肤微生物群的增殖，从而减少苯乙酮的释放，进而减少通过“受感染宿主-蚊子”传播周期产生的受感染蚊子的流行。
我们进一步发现，多种肠道共生细菌（例如 Serratia marcescens 和 Rosenbergiella_YN46 ）的定植决定了蚊子作为黄病毒传播媒介的能力。肠道内的 Serratia marcescens 通过分泌 SmEnhancin 促进黄病毒感染，SmEnhancin 消化肠上皮细胞上的多糖层，进而增强病毒感染。最近，我们还发现一种自然分离的共生细菌 Rosenbergiella_YN46 可抑制蚊虫传播黄病毒。Rosenbergiella_YN46 干预显著降低了西双版纳登革热流行区白纹伊蚊的登革热感染率。这为黄病毒的生物控制提供了有效和安全的线索。
总体而言，宿主、蚊子和环境中发现的共生微生物在调节自然界黄病毒传播和感染方面发挥着复杂的作用。我和我的团队很高兴能进一步研究黄病毒感染中的关键共生微生物，从而开发出新的、基于微生物的策略来预防未来的黄病毒疾病。
Cell Press：在你的职业生涯或科研生涯中是否遇到过障碍，你是如何解决的？
程功：无法解答重要的科学问题一直是我的科研生涯中的重大障碍：我一直在努力应对自己不断扩大的科学好奇心与现有技术手段局限性之间的冲突。
例如，在2017-2018年前后，我很兴奋地研究了蚊子行为在黄病毒传播中的作用。但是我的实验室当时没有相关的实验平台，团队成员也没有昆虫行为研究的专业知识。幸运的是，我在2018年初遇到了一位专门研究甲虫摄食行为的年轻学者。我邀请她到我的实验室做博士后研究。我们共同建立了蚊子行为评估实验平台，以及气味分子分析化学和昆虫电生理检测的实验平台。利用这些技术，我们了解了苯乙酮在帮助黄病毒有效完成“宿主-蚊子”传播周期方面的作用。
通过这次经历，我明白了寻找有解决方案的专业人士的重要性；邀请他们加入团队一起进行科学探索是一种非常美妙的体验。
Cell Press：你所在的领域未来50年将会是什么样子？你希望看到什么样的变化？
程功：在蚊媒病毒研究领域，我相信技术的进步将产生重大影响。随着我们对病毒、共生细菌、宿主和蚊子之间相互作用的理解越来越全面，共生细菌干预将成为控制蚊媒病毒的有前景的途径。此外，基因工程和基因驱动具有阻止蚊子传播病毒的潜力。mRNA 疫苗和其他新兴疫苗技术的开发将引入抗击登革热等蚊媒病毒的创新方法。此外，人工智能和机器学习的集成将有助于疫情预测和蚊子种群监测。
加强生物信息学、流行病学、生态科学和公共卫生等领域的合作还将为制定针对蚊媒病毒的新控制策略提供重要指导。随着科学技术的发展，建立益生菌、基因编辑和其他先进技术的伦理框架势在必行。这将确保技术进步惠及所有区域，特别是受蚊媒疾病影响最大的低收入国家。
在未来50年，我设想加强全球合作，共享数据和资源，以有效预防和控制蚊媒疾病。有必要优先发展可持续和环境友好的方法来控制蚊媒病毒，这与我的团队的目标一致。通过注重技术创新、跨学科合作以及致力于采取合乎伦理和公平的方法，蚊媒病毒领域的未来进展似乎很有希望。前瞻性和适应性战略有可能显著减轻这些疾病的负担并增进全球健康。
https://www.cell.com/news-do/50-inspiring-scientists-gong-cheng
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