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科学网被学生逼宫进入研究前沿曾庆平的博文

2019-06-09 17:48:40来源:励志吧0次阅读

我有一位90后女生,在科研上很有一套自己的想法,她决意读研正是奔科研而来。她听说我在论文选题上曾照顾师兄、师姐的研究兴趣,也准备选择一个自己感兴趣的研究方向——衰老与长寿。当她把这个想法告诉我时,我先是“惊”得张大了嘴,后是“忧”得皱起了眉!我对传染病、恶性肿瘤、类风湿性关节炎等重大疾病做过初步研究,目前正承担一项肿瘤干细胞的国家级课题。尽管这些疾病或多或少都与衰老有联系,但专门从事衰老与长寿的研究,我还未做好立即投入的准备,甚至对它有点敬而远之。我所阅读过的相关论文,仅限于猴子节食与长寿关系的争论。作为导师,在自己不太熟悉的领域“下海”,将来如何引导学生进入“深水区”?假如中途“搁浅”了怎么办?这样的担忧着实困扰了我很久,真有些左右为难。然而,俗话说得好:不入虎穴,焉得虎子!没有涉险,那有奇遇?好在我在科研上也是个喜欢追赶“时髦”的人,不怕标新立异,就怕因循守旧。既然学生主动请缨要求上马长寿课题,那么我也只好硬着头皮答应,谁让我承诺让她自选课题呢?我这样被动应承,与其说是“赶鸭子上架”,不如说是“舍命陪君子”!我还不知道这种“倒逼”是一种“正能量”还是“负能量”的传递哩!我掐指一算,至今我带的研究生也有十几位了,硕士、博士都有,这还是第一个把我“逼上梁山”的学生。万事开头难,师生齐攻关既然有挑战,就要去迎战,还是老老实实地从查阅文献开始吧!不读不知道,一读吓一跳!我们发现,衰老与长寿的杂志多如牛毛,发表的论文也数不胜数。仅就英文文献而言,估计至少也有上万篇,即使我们24小时连轴转,以一目十行的阅读速度,要把手头收集到的部分文献通读一遍,恐怕十天半月远远不够。我们采取了一种“聪明”的速成求知法,就是边泛读,边交流,边梳理。泛读就是把我们收集到的文献通读一遍,基本把握文章要旨,然后就一些共性问题进行交流和讨论,最后以写科普博客的形式进行全面梳理。这种做法跟备课的效果奇似,不仅有助于我完整把握学科前沿的脉络,而且能让学生尽快厘清知识体系的逻辑。同时,学生的英文泛读能力也得到很大提升。在实验过程中,我也经常跟学生交流学习心得,不断总结实验经验,而不仅仅是我动脑,她动手!关于衰老与长寿的机理已经研究得很多了,尤其是限食或称热量限制在酵母、线虫、果蝇、小鼠等动物细胞抗衰老中的作用,可以说想找到新的突破点已经很难了,套用一句话粗理不粗的歇后语说就是“狗咬刺猬,无从下口”!根据现有资料,限食已被证明是通过一氧化氮信号转导促进线粒体发生并延长寿命。问题来了,线粒体发生的信号是如何感知并转导的呢?对此,文献中从未提及,我们也一无所知。我们只得边做边悟,希望从实验数据中追寻这个未解之谜的答案。挑战与机遇并存我们选用最简单的模式生物——酵母作为实验模型,尝试探讨营养限制过程中一氧化氮促进线粒体发生的作用机制。我们惊讶地发现,在酵母营养限制过程中的确伴随着一氧化氮的大量释放!这说明一氧化氮可能是营养限制导致长寿的重要信号。拿到实验结果后,学生一下子变得劲头十足起来。接下来,我们又意外地发现,营养限制可以使超氧化物歧化酶(抗氧化酶)活性显着升高!第一个结果还来不及解释,第二个结果又难倒了我们。对此,学生感到有些茫然,不知道该如何解释这个结果。我告诉她,氧化与抗氧化的生化过程是这样的:超氧化物歧化酶催化超氧阴离子产生过氧化氢,后者再在过氧化氢酶或过氧化物酶作用下生成水和氧。也就是说,只有超氧阴离子增加,才会导致超氧化物歧化酶活性升高。反过来,有了超氧化物歧化酶,超氧阴离子就消失了。我顺便提醒她注意了解哈曼的衰老自由基假说,没想到她竟敢挑战权威!她说:哈曼认为衰老是自由基破坏生物分子及伤害生物细胞的结果,只考虑到自由基有害的一面,没考虑到氧自由基还会存在有益的一面。事实上,氧自由基可以通过诱导抗氧化酶减弱其有害作用或增强其有益效果。我趁热打铁,继续鼓励她思考一氧化氮与氧自由基及抗氧化酶的关系。她看到一篇文献上说,一氧化氮可以与氧竞争性结合线粒体呼吸链末端的细胞色素c氧化酶,进而可逆抑制其活性。一氧化氮浓度高时,细胞色素c氧化酶活性受到抑制,而氧浓度高时,抑制作用得以解除。我启发她:我们得出一氧化氮与超氧化物歧化酶同步提高的结果,应该可以解释为:一氧化氮进入线粒体并与细胞色素c氧化酶结合而抑制其活性,暂时阻断了呼吸链电子传递,导致超氧阴离子迸发及超氧化物歧化酶骤然增多,促进了线粒体的大量生成。她听完我说的这番话,好像立刻豁然开朗,如释重负,但转瞬间却又皱起了眉头,并且反问我:如何对上述推论进行实验验证呢?大胆假设,小心验证我们以前曾发现,抗疟药青蒿素可以与血红素共价结合而使含有血红素的蛋白质失活。巧合的是,细胞色素c氧化酶正是一种血红素蛋白!我推测它应该可以与青蒿素结合并失活。假如用实验证实青蒿素也表现出长寿效果,那么以上推论就顺理成章了。果然不出所料,青蒿素不仅能模拟酵母营养限制的长寿效果,而且还同步检测到细胞色素c氧化酶活性升高及青蒿素-血红素结合物形成!对此,学生似乎大惑不解:为什么青蒿素抑制了细胞色素c氧化酶后,它的活性反而升高?我这样解释道:那是因为细胞色素c氧化酶的活性变化是先低后高,你只检测到高活性阶段,未检测到低活性阶段领域。可以说,没有学生的“逼宫”,我就不可能“冒失”地闯入世界科学前沿!全文发表于《大学生》2013年第6期第页

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