David Baltimore dan Pembinaan Jambatan Sains Hayat China-AS

Seorang saintis yang membina jambatan merentasi sempadan

David Baltimore, ahli biologi Amerika pemenang Hadiah Nobel, meninggal dunia bulan ini pada usia 87 tahun. Penghormatan dari seluruh China dan daripada penyelidik Amerika berketurunan Cina mengiktiraf sumbangannya dalam membantu membina komuniti sains hayat yang yakin dan terhubung dengan dunia di negara itu. Pada awal kerjayanya, beliau membuat penemuan yang mengubah pemahaman saintis tentang virus dan imuniti. Kemudian, beliau menjadi mentor, penasihat dan pengasas program yang menghubungkan makmal dari Beijing dan Shanghai hingga ke Los Angeles dan Boston. Bagi ramai orang di China, beliau ialah tokoh global yang jarang ditemui, yang berulang kali kembali untuk seminar, bengkel dan perbualan terus terang dengan pelajar. Lawatan itu bukan sekadar acara rasmi. Ia sering membawa kepada kerjasama konkrit, pengambilan tenaga pengajar dan perancangan pusat baharu.

Ketika berusia 30-an, Baltimore merevolusikan penyelidikan gen melalui kerja yang memberikannya Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Perubatan pada 1975. Sepanjang lima dekad berikutnya, beliau menasihati institut baharu di China, melawat kampus di seluruh negara dan membimbing berpuluh-puluh pelatih dari China yang kemudiannya membentuk makmal di kedua-dua belah Pasifik. Beliau menjadi pengerusi bersama lembaga penasihat, menyampaikan syarahan yang memenuhi auditorium dan meluangkan masa dalam perbincangan kumpulan kecil yang membolehkan saintis muda menguji idea. Makalah saintifik terakhirnya diterbitkan dalam keluaran sulung Immunity & Inflammation, jurnal baharu China, hanya beberapa hari sebelum beliau meninggal dunia. Bagi ramai pengagumnya, makalah mengenai NF kappa B itu merupakan kata-kata terakhir yang sesuai daripada seorang saintis yang minatnya merangkumi jentera molekul imuniti dan budaya yang memungkinkan penemuan.

Rakan sekerja menggambarkan beliau sebagai saintis yang menghubungkan orang, idea dan institusi. Pegangan yang mendasari semuanya ialah kepercayaan mudah bahawa penyelidikan yang baik berkembang lebih pesat melalui keterbukaan dan pertukaran merentasi sempadan. Pendekatan itu selari dengan pelaburan pesat China dalam bioperubatan, dan membantu mengubah lawatan tidak rasmi menjadi program berkekalan yang memperkukuh latihan, penemuan asas dan aplikasi hasil penyelidikan. Institut Perubatan Sistem Suzhou menganggap beliau sebagai penasihat pengasas. Universiti Westlake memanfaatkan bimbingannya ketika menubuhkan program pascasiswazah baharu. Dewan persidangan di Beijing dua kali menyaksikan beliau mempengerusikan sesi Persidangan Sains Hayat Sedunia yang menghimpunkan penyelidik muda dan pemimpin kanan. Hubungan peribadi yang dibinanya kini tersebar di makmal seluruh China dan luar negara.

Bagaimana Baltimore mengubah biologi moden

Untuk memahami sebab saintis China begitu menghormati Baltimore, kita perlu melihat perubahan yang dibawanya kepada biologi moden. Pada awal 1970-an, beliau mengenal pasti transkriptase songsang, enzim yang digunakan oleh virus RNA tertentu untuk menghasilkan DNA. Penemuan itu meruntuhkan pandangan sehala tentang maklumat genetik dalam buku teks dan mendedahkan cara retrovirus membiak. Transkriptase songsang menjadi alat utama biologi molekul dan sasaran terapi penting untuk HIV. Wawasan itu memberi perubatan cara untuk membaca dan melawan virus yang menyisipkan dirinya ke dalam genom kita.

Daripada transkriptase songsang kepada perubatan tepat

Makmal Baltimore kemudiannya membantu menjelaskan suis kawalan imuniti. Pasukannya mengenal pasti NF kappa B, faktor transkripsi yang mengaktifkan gen yang terlibat dalam keradangan dan kelangsungan hidup sel. Apabila NF kappa B dikawal secara tidak betul, sel menghantar isyarat kecemasan pada waktu yang salah dan tisu boleh rosak. Ubat yang mempengaruhi laluan ini bertujuan meredakan keradangan yang tidak terkawal tanpa mematikan pertahanan normal.

Kumpulannya turut menemui gen RAG1 dan RAG2. Gen ini menggerakkan rekombinasi VDJ, iaitu pengacakan genetik yang menghasilkan berbilion-bilion antibodi dan reseptor sel T yang berbeza. Mekanisme inilah yang membolehkan sistem imun manusia mengenali pelbagai jenis patogen. Pemahaman tentang gen RAG menjelaskan cara imuniti adaptif belajar dan sebab proses pembelajaran itu kadangkala terganggu.

Satu lagi cabang penyelidikannya membantu membentuk asas terapi kanser moden. Dengan mengkaji cara tirosina kinase ABL1 berfungsi dan bagaimana ia menjadi terlalu aktif apabila bercantum dengan BCR dalam leukemia tertentu, penyelidikan daripada lingkungan Baltimore menyumbang kepada rasional penggunaan imatinib, ubat sasaran yang mengubah rawatan leukemia mieloid kronik. Pendekatan tepat dalam onkologi, yang kini lazim digunakan, berkembang daripada pemetaan molekul yang jelas seperti itu.

Membimbing generasi saintis China

Pengaruh Baltimore di China bersifat peribadi dan juga institusi. Selama bertahun-tahun, beliau melatih ramai pelajar dan felo pascadoktoral dari China. Ada yang kekal di Amerika Syarikat dan menjadi profesor kanan. Yang lain pulang ke China untuk memulakan program baharu. Rangkaian alumni terbentuk merentasi benua, menghubungkan makmal di Guangzhou, Shanghai, Beijing dan Suzhou dengan pusat penyelidikan di Amerika Syarikat. Hubungan itu memudahkan perkongsian kaedah, penulisan makalah bersama dan penempatan bakat di tempat mereka berpotensi berkembang.

Cheng Genhong, ahli imunologi yang menjalani latihan bersama Baltimore dan kini mengetuai Institut Perubatan Sistem Suzhou, berkata lawatan dan nasihat beliau jauh melangkaui bimbingan biasa. Cheng mengiktiraf sumbangan Baltimore dalam membentuk strategi institut itu serta menggalakkan saintis muda menetapkan matlamat yang tinggi sambil terus menumpukan perhatian pada kaedah yang teliti.

Ketika memulakan ucapan penghormatannya, Cheng menceritakan betapa nyata komitmen itu di makmal-makmal China.

Dr. Baltimore banyak kali melawat China, dan jejak langkahnya dapat dilihat di pelbagai universiti dan institut penyelidikan.

Cheng dan rakan-rakan sekerja lain berkata inti mesej itu mudah. Sains bergerak lebih pantas apabila idea merentasi sempadan. Bimbingan boleh membuka pintu yang jika tidak, mungkin terus tertutup. Sebahagian besar usaha itu berlangsung secara senyap dan bersifat kemanusiaan, seperti mendengar rancangan pelatih, melakar eksperimen di papan putih atau menghubungi rakan sekerja untuk mencadangkan lawatan bagi penyelidik muda yang berpotensi.

Pembinaan institusi di Suzhou dan seterusnya

Peranan Baltimore di China juga berkaitan dengan pembinaan institusi yang berkekalan. Di Suzhou, beliau bersama Zhu Chen, saintis klinis yang kemudiannya menjadi menteri kesihatan China, mempengerusikan lembaga penasihat saintifik Institut Perubatan Sistem. Misi institut itu menggabungkan imunologi, biologi sistem dan perubatan tepat. Gabungan itu mencerminkan pandangan Baltimore bahawa kemajuan sebenar sering tercapai apabila bidang berlainan berkongsi alat dan data.

Beliau turut terlibat dengan model baharu universiti penyelidikan di China. Universiti Westlake menjemput beliau menganggotai lembaga pentadbirannya ketika universiti itu membangunkan kampus berfokuskan pengajian pascasiswazah dan intensif penyelidikan, dengan piawaian antarabangsa. Beliau juga menyokong persidangan kebangsaan dan dua kali menjadi presiden Persidangan Sains Hayat Sedunia di Beijing. Setiap peranan ini menggabungkan perancangan jangka panjang dengan pendekatan langsung dalam membimbing sarjana muda.

Mengapa perubatan sistem penting

Perubatan sistem bertujuan memetakan interaksi gen, protein, sel dan tisu, bukannya mengkaji molekul tunggal secara berasingan. Dalam gangguan imun atau kanser, rangkaian isyarat mendorong penyakit. Mengukur rangkaian itu dan mempelajari cara mengubah suainya menjadi teras terapi generasi seterusnya. Baltimore memperjuangkan latihan yang menggabungkan pengkomputeran, penjujukan dan biologi klasik. Institut yang mengikuti nasihat itu kini melatih pelajar menulis kod, mereka bentuk saringan CRISPR dan mentafsir data klinikal di samping menjalankan eksperimen makmal.

Kerjasama dalam iklim geopolitik yang berubah

Kerjaya Baltimore di China berlangsung ketika keupayaan saintifik negara itu berkembang dan penelitian politik di Amerika Syarikat berubah. Perjanjian Sains dan Teknologi AS-China yang telah lama berkuat kuasa, mula-mula ditandatangani pada 1979, menghadapi beberapa pusingan rundingan dan kelewatan sejak beberapa tahun kebelakangan ini, dengan Washington menuntut perlindungan lebih kukuh dan syarat yang lebih jelas. Universiti di Amerika Syarikat bertindak terhadap kebimbangan agensi mengenai hubungan luar negara yang tidak didedahkan dengan memperketat peraturan pendedahan dan menyemak konflik kepentingan. Kes berprofil tinggi di institusi seperti Universiti Emory dan MD Anderson menunjukkan risikonya apabila sumber dana, pelantikan atau akses kepada data tidak didedahkan sepenuhnya.

Kepercayaan, ketelusan dan usaha penyelidikan

Perdebatan ini mengubah konteks kerjasama dan menegaskan keperluan terhadap norma yang jelas. Baltimore memperjuangkan pertukaran terbuka dan menghargai penyertaan saintis muda dari pelbagai negara. Pandangan itu tidak bercanggah dengan ketelusan atau keselamatan. Sebaliknya, ia menuntut dasar yang jelas, pendedahan tepat pada masanya dan semakan yang rapi terhadap kerja sensitif. Penyelidik China yang berlatih bersamanya sering menggambarkan jangkaan terhadap ketelitian dan keterbukaan yang sejajar dengan piawaian antarabangsa. Dalam amalan, kepercayaan berkembang apabila institusi membina proses yang menggalakkan pelaporan tepat dan apabila kerjasama merangkumi tadbir urus bersama, audit berkala serta perkongsian data secara timbal balik.

Pengajaran daripada kontroversi penyuntingan gen

Pendedahan pada 2018 bahawa bayi pertama dengan genom yang disunting telah dilahirkan, selepas penyelidik He Jiankui melakukan manipulasi embrio di Shenzhen, menggoncang komuniti saintifik global. Projek itu menggunakan CRISPR untuk menyasarkan gen CCR5, dengan tujuan memberikan ketahanan terhadap HIV. Ia mencetuskan reaksi kerana penyuntingan garis germa mengubah maklumat genetik yang boleh diwariskan kepada generasi akan datang, suatu batas yang menurut kebanyakan kerajaan dan kumpulan saintifik tidak wajar dilangkaui tanpa persetujuan awam yang meluas dan data keselamatan yang jelas.

Laporan kemudian menunjukkan bahawa sekumpulan individu mengesyaki atau mengetahui He sedang menuju ke arah campur tangan terhadap embrio manusia. Ada yang menasihatinya supaya tidak berbuat demikian. Yang lain berdiam diri atau hanya mengetahui tentang kelahiran itu selepas pengumuman dibuat. Insiden itu mendedahkan kelemahan dalam pengawasan institusi dan kawal selia kendiri komuniti. China kemudiannya memperketat peraturan, manakala kumpulan antarabangsa memperbaharui seruan supaya diwujudkan piawaian bersama untuk penyelidikan embrio dan penyelidikan klinikal yang menggunakan alat penyuntingan gen.

Bagi saintis yang bekerja di China atau dengan rakan kerjasama dari China, kes itu mengingatkan bahawa seminar dan jawatankuasa semakan sahaja tidak mencukupi. Undang-undang yang jelas, lembaga etika yang berkuasa dan persatuan profesional yang menguatkuasakan hukuman adalah penting. Matlamatnya bukan untuk memperlahankan penyelidikan. Sebaliknya, langkah penting, khususnya yang memberi kesan kepada kanak-kanak pada masa depan, perlu memenuhi syarat ketat keselamatan dan persetujuan.

Makalah terakhir dan ikatan berkekalan dengan China

Makalah saintifik terakhir Baltimore, yang diterbitkan sejurus sebelum kematiannya dalam keluaran sulung Immunity & Inflammation, kembali kepada tema kegemarannya: bagaimana sel mengaktifkan dan mematikan program pertahanan melalui NF kappa B. Molekul itu berfungsi seperti papan suis. Apabila isyarat tekanan tiba, NF kappa B bergerak ke dalam nukleus dan mengaktifkan gen yang memulakan tindak balas keradangan. Apabila pencetus itu hilang, sistem dimatikan. Pengaktifan berterusan boleh menyebabkan penyakit autoimun atau kanser. Makalah itu merumuskan pemahaman semasa dan mengetengahkan strategi terapeutik yang mungkin menetapkan semula suis itu tanpa menghapuskan fungsi imun yang diperlukan.

Penerbitan makalah itu dalam jurnal China mempunyai makna simbolik bagi para penyelidik yang pernah bekerja dengannya di sana. Ia satu lagi jambatan, dari segi saintifik dan peribadi. Pilihan itu sesuai dengan seorang saintis yang menghabiskan bertahun-tahun mengunjungi universiti di China, menjawab soalan dalam bilik kuliah yang sesak dan mengikuti perkembangan kerjaya bekas pelatihnya. Rakan-rakan turut menyebut hubungan keluarganya dengan China. Isterinya, ahli virologi Alice S. Huang, dilahirkan di Nanchang dan kemudiannya menjadi tokoh dalam dasar sains dan pendidikan Amerika.

Alice Huang dan nilai yang membentuk kerjasama mereka

Kerjaya Alice Huang menawarkan kisah selari tentang nilai saintifik yang membimbing penglibatan pasangan itu dengan China. Sebagai ahli virologi terkenal yang kemudiannya menjadi presiden Persatuan Amerika untuk Kemajuan Sains, beliau sejak sekian lama berhujah bahawa minat mendalam, kreativiti dan kebebasan penting untuk kemajuan. Beliau mempromosikan kerjasama antarabangsa serta kemajuan wanita dan golongan minoriti dalam bidang sains. Kerja awalnya mengenai virus RNA di Institut Salk dan kemudiannya di Harvard serta MIT bertindih dengan tempoh ketika transkriptase songsang sedang dikenal pasti. Beliau dan Baltimore sering bersama-sama memperjuangkan budaya saintifik yang menghargai sifat ingin tahu dan melindungi kebebasan penyelidikan.

Pandangan itu mendapat sambutan dalam komuniti penyelidikan China yang semakin berkembang. Ketika makmal berkembang pesat, perdebatan beralih daripada cara membeli peralatan kepada cara memupuk bakat. Mesej Huang tentang membina budaya yang mengalu-alukan soalan dan menyokong idea berani mendapat perhatian kumpulan muda yang berhasrat mewujudkan program bertaraf dunia. Kisahnya juga menunjukkan bagaimana hubungan keluarga boleh menjadikan kerjasama rentas sempadan lebih semula jadi, dengan menghubungkan sejarah peribadi kepada pilihan profesional.

Maksud legasinya bagi penyelidik muda di China

Legasi Baltimore di China merangkumi tiga aspek yang saling mengukuhkan. Pertama ialah sains. Beliau dan para pelatihnya menjelaskan logik pembiakan virus, kawalan imun dan isyarat kanser. Idea-idea itu kini menyokong diagnosis dan terapi baharu di hospital China. Kedua ialah modal insan. Beliau melatih penyelidik yang kemudiannya menjadi mentor. Mereka membina makmal yang menggabungkan sains asas dan klinikal serta mengekalkan hubungan dengan rakan kerjasama di luar negara. Ketiga ialah pembinaan institusi. Dari Suzhou hingga Hangzhou dan Beijing, beliau membantu membentuk struktur yang akan bertahan lebih lama daripada mana-mana makmal tunggal, termasuk lembaga penasihat, kurikulum pascasiswazah dan rangkaian persidangan.

Bagi pelajar dan saintis yang baru memulakan kerjaya, dua pengajaran praktikal amat menonjol. Makmal berkembang maju apabila menetapkan masalah yang mencabar dan mengekalkan piawaian yang tinggi. Makmal juga berkembang maju apabila terus terbuka kepada idea dan individu dari tempat lain. Baltimore mengembara kerana beliau gemar mendengar persoalan baharu dan percaya bahawa sains ialah usaha bersama. Komuniti penyelidikan China berkembang pesat sebahagiannya kerana menyediakan ruang untuk pertukaran sebegitu. Pertumbuhan masa depan bergantung pada usaha memperkukuh ketelusan, meningkatkan mutu semakan rakan sebaya dan mengekalkan latihan antarabangsa walaupun keadaan politik menjadikannya lebih sukar.

Perkara utama

• David Baltimore, yang meninggal dunia pada usia 87 tahun, membina hubungan jangka panjang dengan China melalui bimbingan, lawatan kerap dan pembinaan institusi.
• Sumbangan saintifiknya termasuk transkriptase songsang, NF kappa B serta penemuan berkaitan gen RAG dan BCR ABL, yang membentuk rawatan HIV, imunologi dan onkologi tepat.
• Beliau menasihati Institut Perubatan Sistem Suzhou dan menyokong model baharu universiti penyelidikan seperti Universiti Westlake.
• Penghormatan daripada saintis China, termasuk Cheng Genhong, mengetengahkan kepercayaannya terhadap pertukaran terbuka dan latihan bakat muda.
• Makalah terakhirnya mengenai NF kappa B diterbitkan dalam keluaran sulung jurnal China beberapa hari sebelum kematiannya.
• Kerjasama kini tertakluk pada pengawasan lebih ketat, termasuk penelitian AS terhadap hubungan luar negara yang tidak didedahkan dan rundingan berterusan mengenai perjanjian sains AS-China.
• Kes penyuntingan gen He Jiankui membawa kepada peraturan yang lebih ketat dan seruan baharu supaya piawaian global diwujudkan untuk penyelidikan embrio.
• Kepimpinan Alice S. Huang dan perjuangannya demi minat mendalam serta kebebasan dalam sains memperdalam penglibatan pasangan itu dengan China.