“中國(guó)生命科學(xué)十大進(jìn)展”的科學(xué)家：讓孩子們領(lǐng)略生命科學(xué)的奧秘
來(lái)源：好上學(xué) ??時(shí)間：2023-07-31
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被蚊子叮了，為什么會(huì)感覺(jué)癢？細(xì)胞的“凋亡”和“焦亡”有什么區(qū)別？戴在小鼠頭上，能在其活動(dòng)時(shí)觀察大腦神經(jīng)活動(dòng)狀態(tài)的精巧顯微成像系統(tǒng)是如何研制的……近日，10位獲得2020年“中國(guó)生命科學(xué)十大進(jìn)展”的科學(xué)家及其團(tuán)隊(duì)在江蘇南京與孩子們面對(duì)面，以有趣的報(bào)告形式，將我國(guó)2020年在生命科學(xué)領(lǐng)域取得的重大研究成果展現(xiàn)在中小學(xué)生面前，讓孩子們領(lǐng)略生命科學(xué)的無(wú)窮奧妙。
1.小白鼠帶著跑的顯微鏡
工欲善其事，必先利其器。高端科學(xué)儀器*和創(chuàng)新能力是原始創(chuàng)新的關(guān)鍵手段，歷來(lái)被認(rèn)為是我國(guó)的“弱項(xiàng)”。然而，北京大學(xué)程和平院士團(tuán)隊(duì)卻在生命科學(xué)領(lǐng)域科研儀器上突破技術(shù)壁壘取得了重大創(chuàng)新成果——可以讓小白鼠帶著跑動(dòng)的顯微鏡。這讓孩子們大嘆其精妙。
該團(tuán)隊(duì)的陳良怡研究員向大家介紹，這個(gè)“超時(shí)空分辨微型化雙光子熒光顯微鏡”重僅2.2克，大約相當(dāng)于3粒花生米的重量，小、輕、柔，可以戴在小鼠頭上而不影響其活動(dòng)。此前科學(xué)家只能將小鼠頭部固定來(lái)進(jìn)行研究，這個(gè)儀器讓我國(guó)科學(xué)家在世界上首次在小鼠自由活動(dòng)狀態(tài)下獲取了清晰、穩(wěn)定的大腦神經(jīng)元和神經(jīng)突觸活動(dòng)情況，研究結(jié)果發(fā)表在2020年7月的《自然·方法》期刊，并申請(qǐng)了6項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利和1項(xiàng)國(guó)際專利。目前，來(lái)自德國(guó)馬普神經(jīng)生物學(xué)研究所、美國(guó)斯坦福大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)的科學(xué)家準(zhǔn)備借助這個(gè)科研儀器開展研究。“國(guó)際上很多科學(xué)家已經(jīng)與程和平溝通，希望可以使用這個(gè)儀器?！敝袊?guó)科協(xié)生命科學(xué)學(xué)會(huì)聯(lián)合體副秘書長(zhǎng)王小寧說(shuō)。
陳良怡告訴現(xiàn)場(chǎng)的中小學(xué)生們，他們“希望依靠這樣的原創(chuàng)技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)大規(guī)模、并行化的成像平臺(tái)，從生命科學(xué)的個(gè)體式研究發(fā)展成工廠化、流水線式的科研平臺(tái)，從而形成支撐我國(guó)面向國(guó)際的腦科學(xué)研究體系?！标惲尖f(shuō)，另一方面，這個(gè)顯微鏡未來(lái)還可以作為臨床醫(yī)療檢查用的內(nèi)鏡，例如可以幫助醫(yī)生更好地看到腫瘤的邊界，更準(zhǔn)確地切除腫瘤等。
2.打開人類健康的希望之門
“細(xì)胞焦亡”，中國(guó)科學(xué)院院士邵峰報(bào)告的這個(gè)關(guān)鍵詞引起了孩子們的竊竊私語(yǔ)：“焦亡？會(huì)不會(huì)寫錯(cuò)了，難道不應(yīng)該是凋亡嗎？”但隨著報(bào)告的展開，大家明白“焦亡”與“凋亡”是兩種完全不同的細(xì)胞死亡過(guò)程，凋亡是正常的，而焦亡的細(xì)胞則會(huì)炸開，并釋放出促炎因子，讓人們出現(xiàn)發(fā)炎的病癥。那么，誰(shuí)來(lái)決定細(xì)胞究竟是會(huì)焦亡還是凋亡？這是邵峰的研究?jī)?nèi)容，他不僅揭示了決定細(xì)胞死亡方式的全新機(jī)制，還以此為基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)了化療藥物引起副作用的重要原因，這項(xiàng)研究成果發(fā)表在2020年的《自然》雜志上。
正值夏季，被蚊蟲叮咬后瘙癢難耐的苦楚人人都曾體驗(yàn)，中科院上海神經(jīng)科學(xué)研究所孫衍剛研究員所帶來(lái)了“癢的奧秘”。這個(gè)報(bào)告，一下子引起了孩子們的興趣?！澳敲矗W覺(jué)信息又是如何通過(guò)脊髓傳遞到大腦的？”從“癢”入手，孫衍剛介紹了他的團(tuán)隊(duì)發(fā)表在2020年《科學(xué)》期刊上的《癢覺(jué)信息傳遞的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制》這項(xiàng)神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的重要進(jìn)展?！凹顾柚械囊环N神經(jīng)元將癢覺(jué)信息傳遞到脊髓投射神經(jīng)元，再進(jìn)一步傳遞到大腦中的臂旁核這個(gè)部位，這是我們找到的癢覺(jué)信息進(jìn)入大腦的第一站?！睂O衍剛說(shuō)。
“生命科學(xué)研究的終極目標(biāo)是提高人類生活質(zhì)量，改善健康水平?！崩ッ骼砉ご髮W(xué)教授陳永昌的報(bào)告開宗明義，向大家申明了生命科學(xué)研究的意義。他來(lái)自季維智院士團(tuán)隊(duì)，該團(tuán)隊(duì)從基因角度對(duì)自閉癥進(jìn)行了研究，并于2020年在國(guó)際頂級(jí)生物學(xué)期刊《細(xì)胞》上發(fā)表了研究成果。
確如陳永昌所言，于2020年1月公布的2020年“中國(guó)生命科學(xué)十大進(jìn)展”涉及在細(xì)胞學(xué)、遺傳學(xué)、基因?qū)W、病理學(xué)、植物安全、生殖健康等領(lǐng)域，既研究從遺傳基因角度如何防治水稻病害，也研究如何從細(xì)胞層面對(duì)抗癌藥物的副作用、肝癌的靶向治療等，主題幾乎都與人們的生活和健康息息相關(guān)。
“這些成果不僅代表中國(guó)生命科學(xué)領(lǐng)域在2020年取得的重大進(jìn)展，也是世界生命科學(xué)領(lǐng)域的重要成果，不僅揭示了生命的新奧秘，同時(shí)也為生命科學(xué)技術(shù)的開發(fā)、醫(yī)學(xué)新突破和生物經(jīng)濟(jì)的發(fā)展打開了新的希望之門。”中國(guó)科協(xié)生命科學(xué)學(xué)會(huì)聯(lián)合體主席團(tuán)在發(fā)布這十大進(jìn)展時(shí)如是說(shuō)。
3.期待更多青少年加入創(chuàng)新隊(duì)伍
邁入2020年，我國(guó)生命科學(xué)成果持續(xù)涌現(xiàn)：克隆猴“中中”和“華華”；基因編輯疾病模型豬；在國(guó)際上首次完成將真核釀酒酵母天然的16條染色體人工創(chuàng)造為有功能的單條巨大染色體……
“生命科學(xué)是一門發(fā)展迅速、多學(xué)科交叉的科學(xué)，是當(dāng)代最受關(guān)注的基礎(chǔ)自然科學(xué)之一。”中國(guó)科學(xué)院院士饒子和在報(bào)告會(huì)上說(shuō)，“近年來(lái)，我國(guó)科學(xué)家在生命科學(xué)領(lǐng)域取得了幾十項(xiàng)具有國(guó)際影響力的成就。目前，生命科學(xué)是我國(guó)在國(guó)際上最具有影響的科學(xué)領(lǐng)域之一。”
盡管如此，我國(guó)生命科學(xué)領(lǐng)域也存在著實(shí)驗(yàn)耗材和科研設(shè)備嚴(yán)重依賴進(jìn)口的情況。據(jù)王小寧估算，這個(gè)比例少說(shuō)也在70%以上?！敖?0年來(lái)，我國(guó)生命科學(xué)領(lǐng)域確實(shí)取得了非常大的成就，但由于以前的基礎(chǔ)比較薄弱，在實(shí)驗(yàn)耗材和科研設(shè)備的自主研發(fā)上仍有所欠缺?！蓖跣幷f(shuō)，近幾年國(guó)家開始重視，著力補(bǔ)上短板，例如程和平院士團(tuán)隊(duì)所研發(fā)的超時(shí)空分辨微型化雙光子熒光顯微鏡。
“我們需要更多的創(chuàng)新成果，未來(lái)的生命科學(xué)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要更多青年創(chuàng)新人才。”在王小寧看來(lái)，生命科學(xué)被視作新世紀(jì)發(fā)展最為活躍、迅速的學(xué)科之一，有望在未來(lái)科技及產(chǎn)業(yè)革命中，率先取得重要突破。他介紹，在中國(guó)科協(xié)指導(dǎo)下，我國(guó)生命科學(xué)領(lǐng)域成立了生命科學(xué)學(xué)會(huì)聯(lián)合體，這是一個(gè)囊括中國(guó)動(dòng)物學(xué)會(huì)、中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)會(huì)、中國(guó)遺傳學(xué)會(huì)等22個(gè)生命科學(xué)領(lǐng)域全國(guó)學(xué)會(huì)的學(xué)術(shù)聯(lián)合體。這個(gè)新興的聯(lián)合體從2020年開始，開展中國(guó)生命科學(xué)十大進(jìn)展的評(píng)選活動(dòng)，每年也會(huì)邀請(qǐng)獲選的科學(xué)家及團(tuán)隊(duì)面向青少年群體開展科普?qǐng)?bào)告會(huì)。
在這次報(bào)告會(huì)中，一名8歲的小女孩在聆聽了四川農(nóng)業(yè)大學(xué)教授陳學(xué)偉的《水稻“抗癌”新因子bsr-d1》報(bào)告后問(wèn)道：“稻瘟病是不是細(xì)菌？如果是細(xì)菌，可不可以有其他細(xì)菌來(lái)抵抗它，然后一起消失呢？”陳學(xué)偉為這個(gè)小朋友的想象力而驚喜：“她提出的，基本就是生物農(nóng)藥的概念?！?br/>
“我們希望讓更多青少年學(xué)子接觸生命科學(xué)研究的奧妙，加深他們對(duì)科技前沿研究的了解，在他們心中種下熱愛(ài)科學(xué)的種子，吸引更多人才加入科技創(chuàng)新的隊(duì)伍。這場(chǎng)報(bào)告把最佳提問(wèn)者獎(jiǎng)發(fā)給了兩個(gè)小學(xué)生，既是意外，也是驚喜！”王小寧說(shuō)。
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