人物 | 黄岩谊教授：是才华横溢的“摄影家”，更是打破学科边界的帅气科学家！

编者按

罗塞塔石碑用古埃及象形文、古埃及世俗文和古希腊文记载了同样的一段话，一千多年后出土时文字各有残缺，考古学家通过三种语言的对照解读出了这段话的内容。这是多角度观察记录一件事物，综合得到对它更准确认识的实例。

通过数据的冗余来避免信息传递的错误，这种思维已经广泛应用到通信、数据存储等多个领域。而现在，黄岩谊及其团队把它运用到了DNA测序中。

本期人物，让我们走近北京大学工学院教授，北京大学生物医学前沿创新中心研究员，北京未来基因诊断高精尖创新中心研究员、副主任黄岩谊教授。

走进黄岩谊的办公室，白板上和学生们讨论的想法还未擦去，书架上仪器模型混杂着科学、社科等各类书籍，穿着文化衫的他从一张站立式办公桌上的电脑上移开了视线。

为了更高效集中，黄岩谊坚持站立办公，他请学生根据他的身高设计组装了这张不能升降的办公桌，他坦率地说：“我特了解自己弱点，买来的升降桌能降下来，我就不会升上去了。”

十年一剑，

精准掌握生命密码

DNA的功能着实令人着迷：存储生命遗传信息。

要想掌握这些生命密码，测序是必不可少的，目前的测序手段普遍采用化学反应测定碱基的顺序，但化学反应的不完美性导致测序存在一定的误差，这令科学界头疼。

黄岩谊和他的团队想到了多角度验证的方式，通过三个完全正交的维度对DNA序列进行观察，三次观察结果互相补充、验证，从而能够推导出正确的DNA序列。

想法有了，真正的挑战则在于细节落实：从合成化合物、表面的化学修饰，到构建数学模型，实现算法，在分子量级的精细之物上做实验并非易事。并且，这是一个多学科交叉的课题，有时解决了一个小问题反而引发了另一个问题。

这不仅需要多方面知识作为基础，更需要先前大量的测序与单细胞实验经验来支撑。研发的过程几次接近崩溃的边缘，实验室成员们甚至思考是否要终止课题。

大家在开诚布公的探讨、严谨理性的辩论后一致认为：不断地迭代优化，测序法会有所突破。他们对了。

简并测序：代表DNA四种碱基的抽象结构及投影

这项纠错编码测序法（ECC），在原理样机上实现了单端测序超过200碱基读长无错误，纠正了之前其他高通量测序法无法纠正的错误，成果发表在Nature Biotechnology上。

这距离课题开始已过去了七年。

 “实验科学普遍要经历曲折困惑的过程，我不会因为经历了就觉得多自豪。”黄岩谊倒是把这看作一种常态，“但是做科研不需要堂吉诃德式的偏执热血，而是需要基于科学的理性思考和判断，困难是持续的，失败成功是反复的。”

“纠错编码测序法是一项非常有独创性的研究工作！” BIOPIC中心主任、世界著名的生物物理化学家谢晓亮评价说。

在此研究之外，他的实验室目前主要从事单细胞定量分析的研究，从单细胞出发，对复杂生命现象的实现过程进行精确测量，以对生命过程获得更深刻的了解。

举个简单的例子，被称为“万病之王”的癌症就往往从单个细胞开始病变，无论是早期诊断还是后期控制，单细胞的定量研究对治疗癌症的意义显然是基础性的。

无标签学者

与BIOPIC中心的坐标系

如果你因此觉得他是生物学家，这绝不是标准答案。

黄岩谊在北大化学学院完成了本科和博士学业，在加州理工学院的博士后阶段则主要钻研光学方向，再到目前的生物工程领域，表面上专业名称大变化，背后隐藏着研究问题驱动的连续性，对他来说，追着重要的问题走才是关键。

在北大读博士的时候，黄岩谊的专业是无机化学，然而他所研究的课题并不是传统的无机化学，他的导师黄春辉院士鼓励他迎难而上，突破无机化学的边界，补充其它学科的知识储备。

 “不是专业决定了你的知识构成，知识都是学来的”，黄岩谊特别不赞成把他的研究理解成他之前各种专业知识相加的结果，这也是他对于交叉学科的看法：不是因为储备好了各方面知识，所以交叉成一个学科，而是研究了一个需要多方面知识支撑的问题，在过程中发现需要什么知识就去重新学习。

   1998年，黄岩谊在北大读书

现在，生物医学前沿创新中心（BIOPIC）无疑为他提供了绝佳的环境。

这个以技术为驱动的多学科交叉中心汇集了数学、物理、化学、生物工程、信息科学等众多学科背景的研究者。

2010年，谢晓亮、苏晓东和黄岩谊共同发起成立生物动态光学成像中心（BIOPIC，生物医学前沿创新中心的前身），之后黄岩谊一直在这里做研究员。“你在这儿就不会老想着自己已经掌握的知识范围，而想着拓展到其他领域去。”他坦言，同时，中心多种背景的研究员又能为新的想法时刻提供专业的坐标系。

外界给黄岩谊定的最常见的标签是分析化学科研工作者，他给自己的定位是，做的研究在那儿摆着，标签是贴给别人看的，他手一挥，说：“化学也好，生物也好，都可以。”

 技术流 + 完美主义者：

创造无极限

真正重要的技术发明必定从原理出发，也将服务于更多的基础科学发现，在黄岩谊的理解中，认识世界与改造世界本身并行不悖，结合起来会更有意义。

如何在技术上高通量地做单个细胞的全基因组扩增，如何通过微流控器件使得单细胞分析的结果更加定量，如何同时检测到基因表达的图景和细胞的表型并建立对应关系。这是黄岩谊实验室单细胞研究的三个主要方向。

不难发现，三个问题有个共同追求：“更”，更高通量、更准确、更并行化。

相对于以发现为主导的科学研究，黄岩谊觉得自己更偏向于技术发明：“我个人比较喜欢做技术上的革新，我不太在意是否是第一个发现它的人，而更在意如何把一个东西做得更完美。”

传统微流控技术的架构核心是芯片的制备和控制，高操作难度与高成本使它有着不小的门槛。

黄岩谊有个大胆的思考：跳出微流控技术固有的形态，使之部分功能实现起来更简单一点。

不久前他的团队发展了一种在离心管中生成微流控液滴的方法，利用实验室常见的仪器就能将少量体积的液体分散成几十万乃至更多的极微小液滴。这一技术使得微流控技术能在更广范围的实验中被应用。

   离心管中生成微流控液滴示意图

看过他画的科学图片的人都会惊叹，那些充满创造力和立体感的图片背后凝聚着他追求真理的执着与艺术创造的完美。

科学的严谨与艺术的灵气在他身上完美的融合，并发生着奇妙的“化学反应”。

在BIOPIC的初创阶段，因为新楼尚在规划中，只能建一座二层小建筑作为临时过渡场所。

黄岩谊坚持“不能因为是临时建筑就凑合，要保证功能和美观”。 于是他突击阅读了建筑与实验室设计相关的书籍，亲自和承建方的设计者仔细深入地讨论。

由于部分实验仪器需要接地而必须在一楼进行，若按照常规把出入口放在一楼，不易保证实验环境的洁净度。

黄岩谊想到在楼外设置楼梯的办法，出入先上二楼，二楼入口外为了避让树冠还形成了一个美观的露台。

在实验室内部构造上他更“严格”了，通风、洁净度、温湿度、布局，甚至于实验室门的开合方式都对照国际高等级实验室标准。

一座临时实验室建筑被如此“精心设计”过后，在当时国内已算得上新颖前列之流。

   BIOPIC初创时期的临时实验楼

星空那么大，

每次踮脚摘一颗

2005年北大筹备建立工学院引进入才，正在斯坦福大学做博士后的黄岩谊被推荐参加面试，对燕园的感情使他选择了回到北大任教。

 “北大总是很让人感动。”

他回忆起自己本科时组织的向盲人学校的捐赠活动，收集厚实的旧挂历，统一剪裁后送给盲童作为学习盲文用纸。得知活动的老师们专程回家拿来挂历，还有路过的同学把口袋里面所有的饭票都掏出来，主动捐钱。

黄岩谊读本科时参与组织的活动，在柿子林募捐并收集旧挂历

北大的“脚踏实地的理想主义”让他格外怀念，每个人都有自己的追求和理想，但真正做起来，往往现实是必须考虑的因素。

但他还是有自己的窍门：现实与理想就像天平的两端，每次在心里做平衡的时候，一定要往理想那边稍微偏一点。

每次一点，即使很缓慢，也会逐渐靠近理想的状态。

他总结过自己学术研究上的一个精神：死猪不怕开水烫。

为了保全面子采取最保守、最安全方式做事情，似乎就可以永远呆在舒适区，但黄岩谊更喜欢不断地把自己逼到极限，逼到未知的领域去，“不要怕丢面儿，脸皮厚一点。错了别人给你指出来，你其实就赚了”。

黄岩谊鼓励他的学生抛掉老师与学生之间的“面子”包袱，大胆说出来，学术想法碰撞的周期才会缩短。

 有趣的灵魂总聚集在一起

黄岩谊是北大青年摄影协会最早的一批成员之一。

摄影在他看来有点像益智小游戏，在受限的视角中选择并构成自己的表达，光影又是那么富有魅力。

在他的镜头下，无论是燕园的塞万提斯雕像，还是沙特吉达古城的街头，都带有他思考的温度。摄影已经内化为他记录生活的方式。

黄岩谊的摄影作品

他甚至曾考虑以摄影为业，理性考虑后选择了放弃。

他以另一种方式接近了这个理想，担任摄影协会的指导老师；当看到北大没有摄影相关的课程时，他立刻研究申请开课的流程，在全校开了“摄影的科学与技术”的公选课，来上课的人数往往是选课上限人数的两倍，许多学生因此成为他的粉丝。

在他的实验室成员中也有不少人喜欢摄影，但这并不形成共性的风格，他们最大的共性是“都很有个性”，有在科研上总产生非典型想法的奇才，也有热爱黑格尔的文艺青年。

黄岩谊课题组成员

黄岩谊特别珍视这些科研之外的生活兴趣，“会让你了解到世界上工作之外还有其他事情”。

阅读也是他始终坚持的爱好，阎连科、莫言、方方等当代作家和作品在他嘴里如同元素周期表一样熟悉，聊起来，你会忘记眼前的是一个搞科学研究的人。

他打破的不仅仅是化学、生物、物理几个学科的边界，他打破的是狭隘生活的边界，黄岩谊始终在认真自由地探索、创造。

个人简介

黄岩谊，北京大学工学院教授，北京大学生物医学前沿创新中心研究员，北京未来基因诊断高精尖创新中心研究员、副主任，北京大学化学与分子工程学院兼职教授。

1993年进入北大学习，1997年获化学专业理学学士学位，2002年获无机化学专业理学博士学位。2002-2005年在美国加州理工学院应用物理系、2005-2006年在美国斯坦福大学生物工程系从事博士后研究工作。2006年回到北京大学工作。

黄岩谊课题组目前主要从事核酸测序技术、微流控技术和单细胞分析技术研究，通过融合分析化学、生物工程、信息科学等多个学科的技术进步，来实现对复杂生物体系的定量和高通量测量。

点击“阅读原文”，可以查看实验室网站哦~

采访：王悦、王钰琳

文字：王悦、王钰琳

图片：受访者提供

排版：Carol、筱羽

责编：园中葵