2024年4月12日下午，北京大学《彤程材料科学论坛》第四十三讲于北京大学图书馆北配殿科学报告厅隆重举行。本次论坛邀请到中国科学院院士，美国国家科学院、国家医学院、艺术与科学学院三院外籍院士，昌平实验室主任，北京大学李兆基讲席教授、北京大学理学部主任（兼）谢晓亮作题为《人类基因组20年两轮技术革命引发的两场医学变革》的报告，由北京大学副校长、课程负责人张锦院士主持并致欢迎辞。

谢晓亮院士首先以几位深具影响力的科学家沃森、克里克及孟德尔的故事开场，引出了人类科学史上的一项重大事件--人类基因组计划。自2003年人类基因组计划完成以来，我们见证了两轮技术革命的兴起。首先是新一代DNA测序技术的出现，使测序的时间与价格成本大幅下降，为个性化医疗铺平了道路。几年后，单细胞基因组学登上了历史的舞台。这项技术简单地说就是，“你给我一个人的细胞， 我就可以告诉你他的基因组”。单细胞基因组学带来了一场医学变革，涌现了如单细胞多重退火循环扩增法（MALBAC）等可以应用于医疗的基因组学技术。通过MALBAC技术，可以在单个生殖细胞（单倍体）中分析出包括23条染色体在内的全部遗传信息，进而检测出精子和卵子的染色体异常几率，并找出影响染色体异常的因素，如母方的年龄等。MALBAC已经被成功运用在体外受精和试管婴儿的胚胎植入前遗传学检测（PGT）中，并在不依赖CRISPR的情况下，高精度预防单基因遗传疾病。截至目前，中国已有5000多对患有单基因疾病的夫妇成功避免了将该疾病传给下一代。这进一步证实了无创PGT治疗单基因甚至多基因疾病的潜力。

在报告的后半段，谢晓亮院士介绍了高通量测序如何带动了第二场医学变革，即在SARS-CoV-2大流行期间利用高通量变异预测来辅助设计新的抗疫方案。在疫情初期，中国科学家就成功地利用高通量测序技术找到了中和抗体。但随后病毒变异速度超越了研发的速度，北大的团队利用高通量深度变异扫描建立了基于ACE2亲和力和抗体逃逸数据的SARS-CoV-2 RBD演化的预测模型。这一模型在预测病毒免疫逃避突变方面显示出了极高的准确性，为抗体药物和疫苗的开发提供了重要指导。目前，通过该模型确定的最广谱中和抗体SA55，为抗击疫情提供了新的希望。

面对未来可能出现的病毒大流行，谢晓亮院士提出了一系列应对措施，包括对新病毒的基因组结构和特征的研究，关键宿主细胞结合蛋白和宿主受体的鉴定，以及通过非典康复病人血浆单B细胞测序等方法来鉴定中和抗体，并通过高通量深度突变扫描技术识别病毒的逃逸突变，从而开发出能够应对这些突变的抗体药物和多价mRNA疫苗。在报告的最后部分，谢晓亮院士还对单分子技术、转录因子的研究和新一代基因测序技术进行了深入介绍，为听众带来了一场科学与技术交织的知识盛宴。

报告结束后，谢晓亮院士与在场的师生进行了深入的交流，张锦院士为谢晓亮院士赠予《彤程材料科学论坛》授课证书并合影留念。