庄小威在上海中国科大:领略生物成像技术之美

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2017年6月29日下午2点,中国科大上海研究院报告厅热闹非凡,普通市民、科研工作者、高等院校的学生、中小学的孩子们汇聚于此,聆听由哈佛大学庄小威教授带来的精彩报告。会场座无虚席,400余名上海及周边省市的科普爱好者聆听了报告,报告会由陈宇翱教授主持。

7月3日,庄小威教授在中国科技大学生命科学学院礼堂向全校师生做题为“揭示生命中不可见的奥秘—利用超分辨率成像在纳米尺度上对生物系统的精细解析”的报告。详情请点击庄小威做客中国科大:小威回家,站无虚席

报告题为《揭示生命中不可见的奥秘》。报告首先指出,在生物学领域,人们希望在人体、细胞、分子、原子四个尺度上观测到生物结构和结构之间的相互作用,所以,有力的微观成像工具对于观测生物的结构和功能十分必要,而传统的观测手段则受制于光学显微技术的极限。为了解决这个问题,人们探索了很多更有力的成像工具。

在超高分辨率成像方面,庄教授着重介绍了随机光学重构显微术。该技术以精确定位技术为基础,通过随机显示标记蛋白的方法,对分子整体结构进行成像,同时配合分子探针技术,可以得到空间分辨率小于20nm,时间分辨率小于1s的动态三维立体图像。

这种技术成功地运用在核糖体、生殖细胞钙离子通道、神经元细胞骨架等生物分子的三维结构成像中,很好地帮助人们认识这些蛋白的功能;而在遗传物质研究方面,为了研究不同细胞种类的空间分布和相互作用,人们也发明了“单细胞转录组成像技术”,RNA是DNA表达成蛋白质的中间物质,通过对RNA种类的区分,我们可以对不同功能的细胞进行分类和标定,针对RNA种类多达上万的情况,庄教授小组创造性地对RNA进行二进制编码,通过单分子荧光原位杂交的方法,对标定好的RNA进行逐位探测,进而分辨大量RNA。

最后,庄教授援引建筑师路易斯.沙利文的名句总结道:“生命有其表现,形式源于功能”。科研人员不遗余力对生物结构进行观测,就是为了掌握生命背后的功能和机制。她大胆畅想,如果有一天,人类得以观测到所有细胞内分子的结构、位置和相互作用,让这些动态过程像放电影一样展示在人们面前,将会对生物学、医学产生十分重大的影响。

报告最后环节,庄教授就生物成像方法、科研工作体会等问题,与现场听众们进行了精彩的交流。现场不同专业背景和年龄层次的听众们踊跃发言,庄教授一一予以详细解答。除了回答专业听众对于技术的疑惑之外,在回答中小学生提出的问题时,庄教授兴致盎然,她表示,孩子们的提问都相当具有前瞻性,有些思想极为深刻,有些提出的科研构想已经有前沿小组逐步实现,讨论交流在愉快的气氛中进行。

整场报告持续两个小时,庄教授将严肃的科研故事娓娓道来,一张张微观结构的三维照片震撼了现场的每一位听众。现场观众中,有慕名远道而来的忠实粉丝,也有对科学现象感兴趣的小朋友,在庄教授生动浅显的报告里,都收获了对生命科学结构及其观测技术的领悟。

新闻来源:墨子沙龙

庄小威简介

庄小威,现为中国科学技术大学大师讲席教授、霍华德休斯医学研究所研究员,哈佛大学化学和化学生物系、物理系教授。2013年4月,当选美国人文与科学院院士;2012年当选美国国家科学院院士。庄小威当时系文革之后大陆学者最年轻的美国科学院院士。她还是美国物理学会会士。2015年,当选中国科学院外籍院士。

她1972年出生于江苏省如皋市,1987年15岁的她时从苏州中学考入中国科学技术大学少年班。1996年获得加州大学伯克利分校物理学博士学位(导师沈元壤),之后师从1997诺贝尔物理学奖获得者朱棣文教授,在斯坦福大学做生物物理学博士后研究。她在单分子动力学、核酸与蛋白的相互作用、基因表达机制、细胞核病毒的相互作用等领域做出了杰出的贡献。近年来发明了突破光学衍射极限的STORM荧光成像技术,使得光学显微镜分辨能力接近纳米尺度,极大地推动了亚细胞微观结构的研究。她连续多年在Nature,Science,Cell,Nature Methods,Nature Biology,Neuron,PNAS等重要学术期刊上发表多篇文章。2003年他获美国麦克阿瑟基金会“天才奖”,是首位获此荣誉的华人女科学家,也是24个获奖者中最年轻的一位。2005年3月,霍华德•休斯医学研究会从全美三百多位提名人中遴选出43位研究员(HMMI),在此后7年中向每位提供700万美元资助,庄小威和骆利群榜上有名,同时当选。她还曾获得HHMI collaborative Innovation Award,TR Worlds Top 100 Young Innovators Award,Max Delbruck Prize in Biological Physics,Raymond & Beverly Sackler International Prize in Biophysics等著名奖项和荣誉。

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