八年，两抹“荧光”，他们寻找听觉诞生中缺失的一环
徐志刚（左一）与团队成员讨论实验结果。
■本报记者 廖洋 通讯员 张建鑫 宋俊谕
生命的微观世界里，听觉的诞生是一场严丝合缝的“交响乐”。内耳毛细胞表面，几十根微绒毛如高、中、低三排精准排列的微型台阶，捕捉着外界每一次细微的空气振动。
基因表达是一场层层递进的生命接力，从转录、剪接到翻译，每一步都运转精密。过去，听觉研究领域的科学家对毛细胞发育调控机制的关注多集中在转录环节，而转录之后的故事，长期处于聚光灯之外，尤其是可变剪接。它通过选择性地连接外显子，产生不同的成熟RNA，进而翻译出功能各异的蛋白质。毛细胞中有多个重要耳聋基因都依赖这套系统，但它如何被精准调控，此前一直是个“黑箱”。
历时8年，山东大学生命科学学院教授徐志刚团队首次揭示了Rbm24基因通过4号外显子的可变剪接形成“自剪接调控”负反馈环路，且对该环路的破坏——无论是敲除4号外显子还是过表达长亚型RBM24蛋白，均会导致小鼠先天性耳聋与静纤毛形态异常。这一发现填补了毛细胞转录后调控机制研究的空白，为理解耳聋发生提供了全新视角。相关研究成果近期发表于美国《国家科学院院刊》。
好奇的种子与荧光的破局
2004年底，徐志刚以博士后身份进入听觉研究领域，恰逢《自然》发表关于重要耳聋基因CDH23的论文。这个基因由69个外显子构成，其中68号外显子仅105个碱基，编码35个氨基酸，且只在内耳毛细胞或视网膜中表达。
如此精密的组织特异性剪接调控是如何实现的？徐志刚心中埋下了好奇的种子。
2009年，徐志刚回国加入山东大学继续从事听觉研究，对这105个碱基的剪接机制念念不忘，但受限于当时的技术条件，常规的无偏向性筛选难以实现。
“直到有一天，我突然意识到，为什么不采取一种更直接的方式。”徐志刚回忆说，那时国际上关于内耳剪接调控因子的背景知识已经积累起来，已知有十几个剪接调控因子在耳朵里高表达或特异性表达。
“这个想法其实带有几分碰运气的成分。在当时的学术氛围下，主流思路仍然推崇无偏向性的系统筛选，直接验证候选蛋白并非常见的做法。”但徐志刚认为，既然已经有了一定的候选范围，何不逐一检验。“没有人知道这十几个调控蛋白里到底有没有我们要找的那一个。”
徐志刚让当时还是硕士研究生的李娜娜尝试。他们设计了一个颇为巧妙的实验体系，利用表达荧光蛋白的细胞体系进行筛选。由于可视化的优势，实验人员无需繁琐的RNA抽提以制备检测样本，只需将转染后的细胞置于荧光显微镜下，肉眼观察是否有荧光即可。
2019年2月的一天，李娜娜欣喜地向徐志刚汇报：“有两个培养皿里有荧光！”这直接证实了团队的猜想，成功揪出了幕后的“操盘手”——RNA结合蛋白RBM24。
“十几年的积累、十几个候选因子、最简单的荧光观察，答案就在那里。”徐志刚说，“有时就是这样，时机成熟了，你就能找到它。”
竞争、挽救与漫长的噩梦
第一阶段成果落地后，课题进入更深的验证阶段，迎来残酷的学术竞赛。
科研的本质是探索未知，竞争实属常态。由于RBM24在心脏、眼睛、耳朵和骨骼肌研究中都极为重要，国际上多个课题组涌入，竞争迅速白热化。
2020年，团队关于RBM24调控耳聋基因可变剪接的整体框架基本完成，仅剩零星数据收尾工作。团队秉持“精益求精”的态度，想让数据更完整些。然而，文章尚未正式投稿，他们便得知同行即将发表相似的成果。
负责相关研究工作的一位已延期毕业的博士生得知消息后焦急万分，因为首发权如果旁落，毕业与就业将面临严峻考验。
作为导师的徐志刚没有进行空泛的口头安慰，拿出切实可行的“拯救方案”。他带领学生迅速整理现有数据、修改文稿。2020年底，成果发表，那名学生也顺利毕业。
之后，团队迈入了长达数年的动物模型构建阶段。这段历程被他们称为“噩梦”。
为了在整体动物水平上证实RBM24缺失确会导致耳聋，团队必须构建相应的基因敲除模型。
在之前的工作中团队利用斑马鱼模型证明了RBM24在听觉中的重要功能。之后，他们转向难度更高但更有参考价值的条件性敲除小鼠模型，因为若对RBM24进行全身性敲除，小鼠会因严重心脏缺陷无法存活。团队必须通过复杂的品系交配，使基因仅在内耳组织中特异性缺失。
徐志刚表示，仅构建这一特异性小鼠模型，团队就花了整整3年时间。最终，在多次失败与摸索后，他们成功繁育出所需小鼠，并在动物水平上证明RBM24蛋白的破坏会导致内耳毛细胞静纤毛形态异常并引发耳聋。
一个“不该存在”的外显子
科研长跑行至2024年。这一年，团队关于CDH23可变剪接生理意义的论文在美国《国家科学院院刊》发表，无可争辩地证明了RBM24介导的可变剪接在听觉中的重要作用。
关于RBM24调控机制的研究也进入了一个全新阶段。在前期研究中，团队一直在探索RBM24如何调控下游靶基因。然而在研究过程中，一个此前被忽略的细节引起了他们的注意。过往文献和数据库中，RBM24基因的结构均被描绘为仅含4个外显子，但团队在实验中发现还存在一个此前未报道的外显子。
新的研究任务交给了博士研究生孙春娇。她顺藤摸瓜，证明这个外显子并非无意义序列，它能够编码RBM24蛋白的另一种全新亚型——短型蛋白。
“此前，学界只知道RBM24存在长型蛋白。短型的发现打开了全新视角。”孙春娇介绍，RBM24长亚型能够促进新发现的4号外显子的可变剪接，从而抑制长亚型自身的表达，形成一种“自剪接调控”的负反馈环路。“这好比一个油门自带刹车——长亚型过多时，自动启动剪接程序削减自身数量，使蛋白水平维持在稳态区间。”
这一发现揭示出RBM24通过长、短亚型比例实现精细自调控的全新机制。实验表明，这一自我调控对毛细胞至关重要。无论是敲除4号外显子还是过表达长亚型，都会严重损害毛细胞发育与功能，导致先天性耳聋。生命系统对关键调控分子普遍存在“过多与过少都不行”的精密要求，其调控逻辑就像空调的恒温负反馈系统——设定一个目标值，当实际值偏离时，系统自动调节使其回归平衡。
2025年底，论文提交至美国《国家科学院院刊》。一个多月后，收到审稿意见。审稿人对研究给予很高评价，其中一位评价“论文运用的多模态技术产生了相互支持的数据，使我们对这一研究获得了系统全面的理解”。另一位审稿人则主要在方法学上提出需补充定量分析的要求——当前是定量生物学时代，需在所有关键环节进行定量分析。
面对审稿人的要求，团队展现出极高效率。在编辑给的两个月期限内，他们完成了所有补充实验。
回顾整个研究历程，徐志刚表示，“感谢所有参与这一课题的同学们。在科研的道路上，老师和学生之间既是教与学的关系，也是合作者的关系，每一个发现背后都离不开团队的协作和共同努力。”
当被问及在数年科研焦灼中如何卸下重负时，徐志刚说：“我对家庭亏欠很多，但我真的很享受陪伴小朋友玩耍的时光，那种纯粹能将我从紧绷的状态里瞬间释放出来。”
相关论文信息：
https://doi.org/10.1073/pnas.2531564123