26 岁中国博士生凭一己之力，重构基因三维世界，他的终极目标是治愈不治之症

2025 年年底，26 岁的中国青年学者李杭蓬在牛津大学顺利完成博士答辩。他研发的「单一碱基对分辨率三维染色体构象捕获」新技术，就像给人类基因组装上了一台超高清三维显微镜，不仅打破了过去二十年的学术瓶颈，还在顶级期刊Cell上，留下了中国年轻科研人的重磅印记。

李杭蓬

01 没有趁手工具，就难探科学真理

要理解李杭蓬的研究，首先得明白细胞核里的「空间魔法」。

人类身体里的每一个细胞，几乎都携带相同的 DNA 序列，但有的细胞长成了坚硬的骨骼，有的变成了灵动的大脑。这背后的关键，不在于 DNA 序列本身，而在于 DNA 的三维折叠方式。

想象一下，如果将一个细胞核内的 DNA 拉直，其长度足足有 2 米，然而，容纳它的细胞核直径通常不足 10 微米。这相当于把一条 20 公里长的细绳，严丝合缝地塞进一个橘子里，而且绳子不能打死结，还要能随时被「读取」。这波操作，比任何收纳博主的极限挑战都要离谱。

拉直超长的 DNA 来源：网络

李杭蓬解释道，这种极致的压缩并非杂乱无章，而是高度有序的组织。

原本在 DNA 链条上相距甚远的基因片段，通过精密的三维折叠实现空间上的「贴贴」，这种「跨越时空的接触」就像是调控基因表达的「开关」，直接决定了细胞的发育方向和最终命运。

在李杭蓬开展研究之前，主流的观测技术分辨率仅能达到数百至数千碱基对。如果把基因组比作一张地图，过去的技术只能让我们看到省份的轮廓，而李杭蓬想要看到的，是每一条街道、每一扇门牌号。

这种「视力模糊」的现状，一度让基因组学研究陷入瓶颈，许多致病变异因为藏在「模糊地带」，始终没能被科学家发现。

李杭蓬研发这项「利器」的想法，始于他在宾夕法尼亚大学攻读硕士期间。当时他正在研究白血病相关课题，却发现现有的染色体构象捕获（3C）技术，在解析造血系统相关基因时效果很差。

「没有趁手的技术，就得不到精确的数据，我们对疾病的理解永远只能是一知半解。」这种挫败感，成了他前往牛津大学深造的直接动力。

02 四年磨一剑 —— 他的学术逆袭之路

2021 年，李杭蓬加入牛津大学 James Davies 课题组。Davies 教授是该领域的顶尖专家，两人一见如故、一拍即合。

李杭蓬立下了一个看似「狂妄」的目标：开发一套能看清「每一个碱基如何近距离接触」的超高清导航系统。这目标，放科研圈里，不亚于新手玩家扬言要赤手空拳打穿终极副本。

李杭蓬在打磨这项高精度 3C 技术的四年里，经历了无数次失败，主要面临三大难题：

一是化学交联的「定格」难题：如何让细胞在某一瞬间的空间状态被完美固定，不发生任何形变；

二是分子切割的精度难题：如何选择合适的酶，在不破坏关键基因信息的前提下，完成超微量的分子切割；

三是海量数据的筛选难题：在百万级的信号点位中，如何通过生物信息分析排除干扰，精准找到那个决定生命状态的单一碱基。

李杭蓬回忆，十次尝试中，有八九次都会失败，但他始终保持着一种近乎偏执的冷静：「错了就回到实验本身，把每一个变量拆开，重新再来。」这种对实验过程的极致把控，最终让他将观测分辨率从千碱基级，直接提升到了单一碱基对级别 ——这是 DNA 最小的物理单元，也是此前很多技术难以触及的高度。

当新技术终于成型，李杭蓬又遇到了新的难题：他用这套「超高清观测工具」，去验证过去二十年里被奉为经典的基因调控模型，结果发现，那些写在教科书里的「共识」，在高清视野下竟然漏洞百出。

是随波逐流，保住自己的学术前途；还是敢于发声，指出这些经典模型的不足？

他选择了后者。

来源：https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.10.013

他立刻联动计算机模拟和高分辨率显微成像领域的学者，一起开展深入研究，最终证实：染色质本身的生物物理属性，才是多种三维结构形成的共同底层原因。

这一发现，相当于把过去 20 年的学术认知「拆了重拼」，彻底刷新了人们对基因组三维结构的理解。

03 一段跨越十几年的救赎

李杭蓬对科研的执念，源于一段跨越十几年的童年遗憾。

小学时，他曾因病长期住院。在那个充满药水味的病房里，他结识了一个患有自身免疫性疾病的玩伴，两人一起分享零食、玩耍，成了彼此童年阴霾里的一丝光亮。然而有一天，玩伴的父母默默收拾行李，那个小小的身影消失了，再也没有出现在病房里。

这种病因不明、无药可医的无力感，像一块石头，在李杭蓬心里压了十几年。一开始，他想当一名医生，直接治病救人，但后来他逐渐明白，治病救人不止手术台一条路。在实验室里，用最精准的工具找到致病基因里「那一处不起眼的微小变异」，同样是在拯救生命。

他在实验室里的每一次努力，都是在回应那个消失的背影。他研发的高精度技术，能直接定位那些位于「非编码区」的遗传变异—— 这些区域过去被认为是「垃圾 DNA」，如今却被证实是很多罕见病和复杂疾病的真凶。

「这一新技术能明确告诉我们，究竟是哪一个碱基出了问题。找到了根源，精准医疗就不再是一个概念。」

2025 年夏天，李杭蓬前往美国冷泉港参加真核转录调控会议。冷泉港实验室（CSHL）是生命科学界的「圣地」，每一个能站在这里做报告的人，都有着改变世界的潜力。李杭蓬作为极少数受邀做独立报告的博士生，站在了基因组学领域的「顶流」面前。

李杭蓬在会议上作汇报

台下坐着的，有他论文中反复引用的领域权威，还有他在美国求学时的导师。一开始，李杭蓬还担心会有激烈的争论，甚至有人会站出来维护那些被他挑战的旧模型。但现场的学者们，却展现出了极高的学术素养——

「大家对这项研究很有兴趣，态度也很开放，没有站队，只有证据和想法。」

这次经历让李杭蓬真切感受到，科学本身就是一个不断演变、不断交流的过程。每当我们填补了一个认知空白，就能得到更完整的科学图像，离真理更近一步。

会议结束后不久，他的邮箱里就收到了期待已久的邮件：他的研究论文被Cell正式接收。

来源：https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.10.013

04 扎根祖国，向基因深海进发

2025 年底，在牛津大学顺利完成博士答辩后，李杭蓬毅然选择回国。有着多国科研训练经历的他，对自己的未来有着清晰的定位：「高校有着更大的科研自由度，也是开展早期高风险、高价值探索的最佳平台。」

李杭蓬参加牛津大学晚宴

回国后的李杭蓬，目标更加明确，主要聚焦三个方向：

一是攻克复杂疾病，不仅限于自身免疫性疾病，还希望这项技术能应用于癌症、阿尔兹海默症等所有有遗传基础的疾病；

二是推动「老药新用」，通过碱基级的精准解析，找到已有药物在基因调控层面的特异性靶点；

三是实现精准医疗，从遗传学角度出发，找到疾病与关键驱动机制之间的因果关系，让治疗更有针对性。

在李杭蓬身上，我们看到了当代青年科学家的鲜明模样——既是追求极致的技术控，也是敢于挑战权威的探索者，更是怀揣温情、渴望救人的「医者」。

正如他在获得突破后所感慨的那样，实验室里的灯火，不仅照亮了微小的基因片段，更照亮了人类通往治愈之路的希望。从 2 米长的 DNA 链条，到 10 微米的细胞核，再到那个 26 岁青年的广阔胸怀，生命科学的魅力，正是在这种宏观与微观的交织中，绽放出最耀眼的光芒。

李杭蓬的故事告诉我们：有些执念，刻在骨子里；有些光芒，终将穿透黑暗。而在精准基因组学的漫漫征途中，他才刚刚启航。

题图来源：文中配图-李杭蓬

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