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【因您而感动】“做科研,是件有趣的事情”

——记药学院特聘教授杨弋

  稿件来源: 党委宣传部  |   作者:张婷  |  摄影:   |  编辑:ykw  |  访问量:8228

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 药学院特聘教授杨弋

 

20065月受聘生物反应器工程国家重点实验室、药学院特聘教授后,杨弋及其课题组就致力于合成生物学与光遗传学前沿领域的研究。

经历5年多的探索和努力,杨弋课题组终于拨云见日,先是开发了一系列的检测NADH的遗传编码荧光探针,相关成果于201110月发表在国际权威学术期刊《细胞代谢》(Cell Metabolism)上;继而又发明了一种简单实用的光调控基因表达系统,相关成果于今年2月发表在国际权威学术期刊《自然方法学》(Nature Methods)上,成为我国科学家在该杂志发表的首篇论文3月,Nature Methods又刊文特别介绍了杨弋教授,讲述其发明光调控基因表达系统的背景故事。

走近杨弋,让我们一起分享这位Nature人物的科研乐趣。

 

耐得住寂寞的特聘教授

 

“五年磨一剑”是许多人给杨弋的评价。杨弋课题组做合成生物学与光遗传学的研究,几年未出成果,周围有些同事替他着急,就建议他换个课题。但杨弋认为自己坚持的方向不会错,只要有探索精神,肯定能够出创新成果。“做前沿科学研究,就是要去探索和冒险。”杨弋的“耐得住”如今让很多人佩服不已。但是,他说,还得感谢学校和学院领导没有给他考核的压力。

光调控基因表达系统LightOn系统)的发明就是杨弋长期探索的结果。杨弋还在哈佛医学院时,就产生过用光来控制干细胞生成人工器官的想法,但当时的实验条件不成熟。到华东理工大学后,“利用光来调控基因表达”的想法始终萦绕在杨弋心头,因此,他常常研究分析科学文献中有关感光蛋白的论文,并最终明确了研究思路。

“就像投影一样,细胞成了感光胶片,随时随地控制基因表达。”杨弋教授向记者形象地介绍了LightOn系统的工作原理,博士生陈显军则现场演示了整个实验流程。“这种系统不但具有诱导表达效率高、背景低、激活快、表达量可调节等优点,而且能够在时间和空间上的精确、可逆地控制目标基因的表达水平。”杨弋说。

有着清华大学和哈佛医学院背景的杨弋,在回国时选择华东理工,自有他的道理:希望与强者合作,用自己的前沿研究为生物化工这个传统学科注入新鲜血液。“在生物反应器里,以前一直用化工投料的方法来控制细胞在发酵罐里的生长与生产情况,可以用来检测细胞代谢的参数也十分间接和有限。现在用光来检测细胞发酵和控制产物生成,绿色、干净,可以说我们看到了新一代生物反应器的雏形。”杨弋告诉记者,把传统学科与新兴前沿学科融会贯通的愿望总算实现了。

除了在生物反应器领域,LightOn系统还可以应用于生命科学基础研究和医学治疗。杨弋课题组利用LightOn系统在小鼠活体内进行实验,实现了红色荧光蛋白在小鼠肝脏的指定区域的光控表达。与此同时,他们还用光来控制胰岛素的表达与分泌,成功地将患有I型糖尿病小鼠的血糖降到较低水平。“通过光来控制基因的表达,将为糖尿病等人类疾病提供一种在时间和剂量上精确控制的基因治疗新途径,如实现糖尿病无损检测和控制胰岛素生成等。”论文发表后,杨弋收到了来自哈佛大学、斯坦福大学、牛津大学等近30所国际著名学府研究人员的祝贺,他们希望尽快将LightOn系统用于各自的研究。  

 

科学研究只有第一名

 

“科学研究不进步就是退步。做实验不是搭房子。房子慢慢地总可以搭起来,可科学不仅要打下扎实的基础,还一定要快工出细活。前沿科学若是慢,结果可能就是在竞争中失败。”这不仅是杨弋自我鞭策的话语,也是他教给学生的一种理念。

LightOn系统论文的第一作者王雪博士眼里,杨弋是一位态度严谨的科学型导师。“他经常教导我们,科学研究只有第一名,并且很注重我们科研素质的培养。如在做光调控基因表达系统的研究时,他内心有一幅蓝图,但不直接告诉我,而是通过引导,让我自己意识到这个课题多么新颖、意义有多大。”

科研只争朝夕,在前沿研究领域尤其如此,如有关光遗传学的第一篇开创性论文面世是在2005年,但如今学科发展非常快。在杨弋的教导和影响下,学生们也开始了与时间赛跑。王雪和论文的第二作者陈显军博士为尽快做出成果,2011年的春节选择了在实验室度过;在做小鼠活体实验时,为了配合小鼠的生物钟达到最好的实验效果,陈显军甚至睡在了实验室;而杨弋也清晰地记得:2011年的大年三十,在万家欢乐的时候,他在办公室里忙着投稿。为了这个课题,王雪曾查阅了几百篇相关文献,甚至还在SCI检索、Google学术、ISSN等上定制了学科文献的引文跟踪,关注课题的相关动态。

老师注重培养学生的效率。”王雪说,研究生刚进实验室,杨弋会对其进行半个学期的系统培训,同时提示学生如何安排时间、提高效率。“如做质粒,如果技术上一片空白,做一个质粒大概需要3个月,但在受到严格训练后,大概3天就能构建几十个质粒。”

杨弋经常用“做科研最重要的是勤奋”这句话语来鼓励学生。“我经常告诉学生,你们不缺少天份,只要用心努力去做,学生完全可以超越老师。开始他们都不信,但我今年毕业的几个学生发的文章都比我博士毕业甚至从美国回来时还要好。”他来华理5年多,他的首届3名研究生从硕士到博士,现在即将走出校园:赵玉政,论文发表在Cell Metabolism》上;王雪,论文发表在Nature Methods》上;尹琴,论文发表在《德国化学会志》上。

 

高精尖DIY实验仪器

 

除了是特聘教授,杨弋还是一名“淘宝客”——在淘宝购买各种实验用具。在杨弋的实验室里,记者就亲眼看见了两台自制的实验设备:化学发光成像系统和多色荧光显示系统。

自制设备有两个原因:一是经费有限需要节约,一是有些实验需要的设备根本买不到。“杨老师就是个全才,连电路布线都懂,有时我们都佩服到无语。”王雪笑道,“网上评价我们的仪器是高精尖DIY。”

何止电路,杨弋的更大爱好在天文,因此经常与光、照相机、镜头、透镜、自动化、电子等打交道。在杨弋的家里,还有一个专门用来做光学实验的小型实验室,可以用来设计仪器。自制的实验设备,有些是杨弋自己做的,有些则是他设计好了找人做的。

如化学发光系统就是杨弋在淘宝购买了CCD感光元件后自己组装的,外罩则是请了一位木工师傅打制的,总花费1.2万元,而在市场上,最便宜的一台仪器也要20万;多色荧光显示系统是杨弋独家所有,这是在他的启发下,一名学生设计的——肉眼看不到各种荧光蛋白基因的色彩,但通过这台机器,就能挑选各种颜色的细胞;用来培养细胞的摇床,则是杨弋向厂家订制的双层左开门式,有节约空间的功能。

    从初到华东理工组建课题组到5年后的厚积薄发,在杨弋眼里,前沿研究就是冒险,但作为科研人员要有探索精神,因为“做出创新的东西,是件很有趣又很让人高兴的事情”。

 

 

 

发布日期:2012年04月02日11时45分
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