阎锡蕴同本科生谈科学发现的偶然与必然
2017年9月14日晚7点,科学前沿进展名家系列讲座Ⅲ第86讲在中国科学院大学玉泉路校区阶一四教室开讲。本次讲座的主讲人是中国科学院大学博士生导师、中国科学院院士、中科院生物物理研究所阎锡蕴研究员。她为同学们带来题为“科学发现的偶然与必然”的讲座。
首先,阎老师简要介绍了抗体的结构与功能。抗体特异性的结构基础在于其可变区域,而每个抗体也有一定的恒定区域;正是这两部分区域,形成了抗体的双功能:识别和效用。2013年,肿瘤免疫治疗成为十大科技突破之首,包括美国前总统吉米·卡特在内,许多人都通过免疫疗法得到了癌症治愈。此前的常用癌症疗法——化疗,往往对人体有较大副作用,而抗体治疗能靶向癌细胞,有效避免副作用,成为癌症治愈的良好方法。
接着,阎老师讲述了前辈科学家们创造和发展免疫疗法的百年历程。从1901年首个免疫疗法方向的发现获得诺贝尔奖开始,这项技术的原理和应用逐渐清晰;虽然杂交瘤细胞技术在应用于人体的过程中受到阻碍,但上世纪九十年代分子生物学获得长足发展后,利用基因改造技术的抗体工程取得了快速的突破与发展。
当下,抗体药物发展迅速,而在技术得到突破后,另一项挑战则是找到肿瘤特异的靶分子。新靶点的鉴定是发展创新药物的难点,被称为“死亡之谷”,因为寻找肿瘤新靶点的方法不少,但确认肿瘤靶点需要具备多个条件,包括机理明确,对肿瘤形成或发展有效,有较强独特性。阎老师以实验室中膜分子CD146的靶点确认过程为例,介绍了抗体库的建立与鉴定工作,说明抗体识别位点的多样性,也展示了抗体在不同应用方法上的有限性。
在后面的时间里,阎老师通过讲述纳米酶相关问题,展示了科学跨界的魅力。当纳米颗粒与抗体的生物物理跨界反应出现意料外结果后,阎老师和实验室学生们依靠求真的想法,大胆想象、勇于探索,设计新实验并尝试挖掘偶然性背后的必然原因,最终证实了磁纳米颗粒的催化作用,在验证了活性、稳定性等性质后,在国际上首次提出“纳米酶”这个新概念,将模拟酶由有机扩展到了无机领域,做出了巨大突破。
介绍理论知识、讲述免疫学和纳米科学的跨界之余,阎老师也向同学们强调了寻找科学问题的能力,呼吁大家在实验中善于观察和发现,多关注和思考课题中的有趣问题,有“刨根问底”的精神。坚持实事求是的态度、仔细完成对照组实验等,这些也有利于帮助把偶然问题发展为必然性科学结论。最后,同学们积极提问,和阎老师做了更多沟通与交流。
阎锡蕴院士为同学们做精彩报告
主讲人简介:
阎锡蕴,中国科学院院士,中国科学院大学岗位教授、中国科学院生物物理研究所研究员,全国三八红旗手,中国生物物理学会副理事长兼秘书长,亚洲生物物理联合会(ABA)。研究方向:肿瘤纳米生物学。科学贡献:提出纳米酶新概念,推动纳米酶机制和应用转化研究,发表学术论文150余篇,其中发现纳米酶的原始论文单篇他引次数超过1400次。荣获2015年度Atlas国际奖,2012年度国家自然科学二等奖,北京市科学技术奖一等奖3次,两次入选年度“中国十大科学进展”(2007,2012)等。
延伸阅读:
“科学前沿进展名家系列讲座”创办于2014年9月,是中国科学院大学为本科生开设的必修课程,同时欢迎研究生与教职工参加,由中国科学院大学本科部主办,讲座召集人为周琪院士。该课程按照数学、物理、化学、生物、材料、计算机、天文、电子信息工程、环境九个专业,邀请相关科学领域的院士等知名专家开展专题讲座。通过讲述科学故事、介绍相关学科方向的科学前沿进展,让学生在本科阶段了解不同学科的科研方向与主要进展,拓宽学生的学术视野,为他们最终选择学科专业与专业方向提供丰富的判断依据。
责编 :蔡宁宁