名不见经传的在校学生苏艻敢于向学界奉行近60年的权威学说挑战,并且独立构建了新的理论框架。如果这一理论通过实验验证,将会在很大程度上促进癌症的治疗。在全国一次学术会议上,来自烟台大学化学生物理工学院生物系的在校本科生苏艻与国内外知名专家同台研讨,引起国内外糖化学界高度重视。
11月9日,中科院上海生化所的国内著名糖化学专家王克夷教授专程来到烟台大学看望了苏艻,王教授带来的是为苏艻出国留学写的推荐信,信中对苏艻在糖原靶向运动方面所做出的研究给予了充分的肯定,并称赞苏艻是一名科学新秀。
美丽“糖原”引来疑问
21岁的苏艻身高185CM,深邃的眸子显得自信而专注,谈起他所研究的糖原靶向运动(糖原极化现象,是指经过PAS染色的肝细胞中糖原颗粒都会聚集在细胞一侧的现象),苏艻兴致勃勃。
苏艻说,在2003年10月以前自己对糖原靶向运动并没有太多的认识,初次接触是在2003年10月中旬。那是一堂普通的细胞生物学实验课,老师让苏艻和同学们一起做糖原的标定实验(PAS染色实验),苏艻发现染色以后的紫红色糖原(多分支的糖链)颗粒在高倍显微镜下大多聚集在肝细胞一个固定的位置上,像鱼鳞一样规则并且非常漂亮。
什么力量会使这些糖原颗粒这么规则地聚集在同一部位?带着疑问,苏艻专门请教带自己实验的崔龙波老师,崔老师告诉苏艻可能是因为类似于重力场的作用使糖原规则聚集。请教崔老师后,苏艻又产生了两方面的疑问:一、他觉得崔老师的回答并不是十分肯定,还不能使自己真正明白;二、即使是崔老师所说的是对的,他又想难道真的是因为重力原因这么简单吗?
质疑权威“重力说”
他经过多方查证了解到,McManus教授于1946年就发现糖原极化现象,近60年来,对于糖原的运动机制学术界一直以“重力说”来解释。
苏艻认为重力可能是使糖原靶向运动的一个因素,但他潜意识里认为决不会就这么简单,因为他觉得一个肝脏细胞的重量都很难称出,而聚集在细胞上的糖原颗粒对重力来说就更可以忽略不计了。并且苏艻觉得糖原颗粒聚集如果是因为重力原因,应该是聚集在细胞的一端,而事实上他在显微镜下看到的是糖原是聚集在细胞的一侧,而并非一端。
他将自己的质疑告诉了指导老师崔龙波,并表示了想通过实验进行验证。崔龙波对苏艻的质疑态度非常高兴,在实验条件上给予了他全力支持。
从2003年11月开始,苏艻便将自己上课以外的时间大多用在了对糖原靶向运动的实验研究上了。通过多次繁琐地对肝脏细胞的超薄切片正向、反向、水平等多种情况的实验研究,苏艻发现肝脏细胞的糖原颗粒分布区域并没有发生变化,而是一直聚集在细胞的一侧,他的实验结果已充分证明自己对糖原靶向运动“重力说”的怀疑是有道理的,证明造成糖原颗粒聚集肯定有别的力量在起作用。
构建动态平衡理论
实验证明,糖原靶向运动重力说不完善后,苏艻开始构建自己的理论框架。在生物理工学院院长宫宝安的指导下,苏艻最终从诱导因子、糖原的化学极性以及内质网在细胞内的运动三个方面构建起了自己的动态平衡理论,赋予了糖原靶向运动新的理论解释。在苏艻提出的动态平衡理论中,他认为细胞内的电极性产生了一种静电力,吸引糖原聚集体作定向运动。这种电极性所产生的静电力则是由糖原颗粒所携带的负电荷,与PAS染色剂内钠离子所带有的正电荷互相吸引形成的。而PAS染色剂中的钠离子则是通过钾钠泵(一种蛋白通道,使离子可由这一通道进入细胞内)进入细胞内部,钾钠泵传送钠离子的同时,传送了一个葡萄糖分子,从而打破了细胞内外的电化学平衡,使细胞内葡萄糖浓度升高,葡萄糖便合成为糖原,储存在细胞内,而细胞内的糖原为保持平衡则分解成葡萄糖,扩散到细胞外,这个过程不停地循环,处于动态中,便形成了糖原聚集现象。而糖原的合成与分解则是在细胞的内质网内完成的。
苏艻于今年3月独立完成了学术论文《糖原靶向运动的理论新探》,当学术期刊《生命的化学》编委会拿到这篇论文后,当即决定采用并刊发在了今年第4期上。论文发表后,引起了国内外生化学家的广泛关注。今年7月17日至19日,苏艻应邀赴上海参加了第八届全国复合糖生物化学与分子生物学学术会议,作为一名在校的本科学生参加大型国际学术会议并用英语作了会议发言,引起了极大轰动。据了解,国外多所大学已向苏艻发出了直升硕士的邀请。
糖原可促进癌证治疗
中科院上海生化所的王克夷教授评价苏艻所关注研究并提出的糖原靶向运动动态平衡理论时说,这个理论的提出不仅解决了学术界长期以来模糊的理论疑点,同时也具有重大的实用价值,如果这一理论通过实验验证,将会在很大程度上促进癌症的治疗。
据王教授介绍,现在药物针对癌细胞本身是可以做到70—80%杀死的,但药物运用到人体后只能达到5—10%的药效,也就是说现在药物治疗癌症,作用于人体内的药物只有极少部分被癌细胞吸收,而更多的药物杀死了癌细胞周围的正常细胞。而如果运用糖类物质导向特性,将药物附着于糖原定向运送到癌细胞,便可准确杀死癌细胞,使人体内癌细胞药物的吸收率达到30%,甚至更高。
据了解,目前烟台大学生物理工学院已着手准备实验条件,苏艻的理论验证实验将很快开始。
“我是个一般聪明,或者很不聪明的人”
采访中,苏艻一直说“我是个一般聪明,或者很不聪明的人”,他归结自己在生物学方面取得的成绩主要得益于兴趣。
苏艻在初中的时候对数学、化学、英语比较感兴趣,而对生物却并不感兴趣,导致他喜欢上生物的原因只是一张普通的照片。在高一时,苏艻看到了诺贝尔生物和医学奖获得者、美国著名遗传学家莫尔根穿着实验服与学生在实验室里的一张照片,那张照片深深吸引了苏艻,他说:“那张照片对我的冲击很大,那种美妙的感觉深深吸引了我,就像看到了自己站在实验室里一样,从那个时候我喜欢上了生命科学的研究方向。”苏艻将自己高中几乎所有的时间都用在了生物学科上,他一心想进生物奥赛国家集训队,虽然这一想法最终没有实现,但他还是在高考时选择了生物系生物科学专业。上大学后,苏艻就对细胞特别感兴趣,所以才有了对细胞糖原靶向运动的兴趣。
当问起面对繁琐的实验研究是否会感觉枯燥时,苏艻说:“就像许多科学家一天到晚呆在实验室里,有时对着一个实验现象或者理论长时间思考一样,也许在外人看来是单调枯燥的,而对他本身却是非常有意思的一件事,不会觉得枯燥的。兴趣是我最好的导师。”
信心来自父亲鼓励
苏艻说自己敢于质疑学界权威的自信心许多是来自于父亲的鼓励,来自于父亲言传身教的那种研究科学的信念。苏艻的父亲接受记者采访时说:“苏艻最大的长处是有自己明确的目标,他知道自己想要的是什么,知道自己该做什么。”
苏艻很小的时候,父亲就引导他要敢于对历史、对自然现象进行怀疑,告诉他遇到自己不明白的现象和问题要彻底弄明白,要多问几个为什么,要有认真的、探究到底的科学精神。 苏艻的父亲是驻烟某高校一名研究中国近现代史的教授,虽然与苏艻研究的方向是两个截然不同的领域,但宏观的科学研究方法是相通的,所以在苏艻研究糖原靶向运动时,父亲也给予了他许多有益的建议。
采访结束时,苏艻表示自己将来肯定会走科学研究之路,他说:“也许我不会成为大师,但是将来如果有机会我一定会努力培养我的学生成为大师,我会毫无保留的把我的科研成果介绍给我的学生,帮助他们有更大的发展。”(本报记者 李晓飞)
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