埃米尺度看世界-微观蛋白结构与健康: 第3期创新同济人科技沙龙纪要

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楼主 2019-06-08 18:09:51
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2015年10月11日星期日下午,第3期“创新同济人”科技沙龙在解放军总医院新门诊大楼7层如期举行。这一栋设备先进、亚洲最大的单体门诊大楼,迎来了42位朝气蓬勃的科技沙龙活动参会人员。

平台发起人徐国纲副教授首先代表志愿者组织团队致欢迎词,热烈欢迎大家走进301,参加第三期活动,并介绍了到场的资深同济人79级李龙承教授80年代上大学的“80后”赵勇、金宝亮、梁爱华、朱斐、程玉兰、李涛、王雪梅等。

在现场“70/80年代上大学”与“70/80年代出生”的两代“70后”和“80后”们欢聚一堂,其乐融融,无障碍交流,没有代沟,也没有资历和职级的隔阂,充分体现了“同舟共济、同德济世”精神的传承和发扬。

两位“70后”同济人的对话:77年出生的徐国纲与79年上同济的李龙承教授(现任北京协和医院教授)。两位是科技沙龙的主要发起人,会议间隙商讨科技沙龙的发展规划。

80年代上大学的与80年代出生的“80后”济济一堂,是参会主力。

随后,徐国纲和大家分享了创新同济人科技沙龙的缘起和发展历程,自8月15日创办以来,虽然只办了2期,但以其精彩的主题、朴实的服务意识和富有新意的组织,得到了同济校友的广泛支持,好评如潮,迅速成为同济人的精品活动之一。

而严格的管理和细致的工作流程是保持活动长期高品质运营的关键,这也是同济人“团结、严谨、求实、奋进”作风的体现。科技沙龙组织团队对组织安排工作的要求极为“苛刻”,无论是整体架构的设计,还是每一处细节,都做了具体要求。除了每一个地标放置标识和专人引导之外,这一次活动,承办活动的东道主还特意设计了姓名牌贴于衣服上,便于初次见面的同济人迅速认识。这将延续到今后每一期的活动。

发起人感叹道:是同济人的同济之心,让一切变得简单而高效,从发起到方案制定,仅用了3天时间,再到活动的正式落地,仅2周时间。是同舟共济的情怀与行动,让科技沙龙不仅是一系列讲座,更是一个展现同济医学科学和同舟共济精神的平台,在这里,大家不论年资和职务,自由交流,互相帮助,协同发展。因此,同舟共济绝不是一句空空的口号,而是具有最大创意与诚意的实际行动。我们的努力和行动,也得到了海内外同济人的关注和支持,这将是沙龙高质量运营的强大基础和助推力量。这些支撑,让我们有信心把创新同济人平台逐步建成的实际平台,为广大同济人服务。

接下来大家一起回顾了前2期活动的精彩瞬间。主讲人节奏控制流畅,自然地过渡到了当天的讲座内容,他以幽默风趣的语言、形象的比喻,结合绚丽直观的图片,引领与会者从大家生活的宏观世界,走进了碳氢氧氮构成的分子世界。从埃米(0.1纳米)尺度来看世界:蛋白质的结构与健康到底有什么样的联系呢?


徐国纲博士从蛋白质结构的科普开始讲起,作为生命活动最主要的承担者——蛋白质,其三维结构非常奇妙。我们肉眼可见的世界里,可见光的波长较长,无法让人类看清分子的结构。X光衍射蛋白质的晶体,可以检测原子之间的信号,经过计算和模拟,最终测定出蛋白质的基本结构。大分子的结构以三维卡通形式呈现出来,这是一个非常奇幻的世界。蛋白质的结构是其功能的基础,蛋白质的功能影响着健康。


以蛋白质的结构与功能为切入点,徐国纲给大家带来了《The sweet story of drugs and bugs》讲座,为大家述说了药物与致病菌的“甜美”故事。呼吸道感染是人类最常见和多发的疾病。近年来高致病力和多重耐药病原体不断涌现,严重危胁人类健康。人类以密布于呼吸道上皮表面的唾液酸作为抵御病原的天然屏障。但一些微生物如病毒(流感和副流感病毒)、细菌(肺炎链球菌、铜绿假单胞菌)及真菌(烟曲霉菌),则表达神经氨酸酶(Neuraminidase,NA)为侵袭蛋白,特异性识别宿主唾液酸,介导呼吸道感染的启动或扩散

讲座主要围绕神经氨酸酶超家族及其底物唾液酸(sialic acid)展开,内容主要分为四部分,分别讲述了肺炎链球菌、铜绿假单胞菌、流感病毒的神经氨酸酶(NA)结构和功能研究。蛋白质结构的研究首先需要获得高纯度的蛋白,然后是获得蛋白的晶体(crystal),通过X-ray分析蛋白的结构。在肺炎链球菌表面分布着三种神经氨酸酶,分别是NanANanBNanC,这与每一种流感病毒只有一种神经氨酸酶(NA)是大不相同的。由于这三种NA的长短不一,毒性也不一,在获得其晶体的过程也艰辛无比,好在功夫不负有心人,他在英国求学阶段成功解析了这些神经氨酸酶结构,也为其在国内通过核磁共振的方法进一步研究神经氨酸酶和底物的反应奠定了基础。


再谈到铜绿假单胞菌的神经氨酸酶时,徐博士绘声绘色的为我们讲述了他们如何选题,如何获得晶体并解析其结构,然后在做活性检测时却发现这并不是一个经典的神经氨酸酶,它并不识别唾液酸而是识别其他的底物,这个研究成果直接推翻了哥伦比亚大学一个课题组的结论。最后一部分,结以抗流感药物奥司他韦和扎那米韦为例,他简要介绍了构新药设计,极为自然地为第二位讲者的主题做好铺垫。

这些结构的研究,为我们理解最常见的病原微生物感染的机制,并研制特异性药物提供了“金标准”。徐教授风趣幽默、富有感染力的讲演为参会人员上了一场寓教于乐、妙趣横生的“PBL”。


第二位讲者赵勇,北京市海聚工程特聘专家,在国外学习工作17年,被北京市作为高端人才引进,任职于北京市计算中心。他是我们校友群的积极分子,“红包大叔”赵勇博士以《生物信息和CADD---计算机辅助药物筛选平台》为题,为参会人员介绍了生物信息与精准医疗,以及靶向药物的研发。


临床数据分析显示,美国每年有10万人死于药物副作用,每年有200万人因药物副作用而就医,引起药物反应是存在个体差异的,而在这过程中基因型占决定性因素,从基因到蛋白质,从突变,特别是体细胞突变到癌症,随着科学技术的发展,人类越来越清楚的认识到肿瘤的发生和发展,这也为精准医疗的提出奠定基础;而开展精准医疗又需满足两个条件:分子诊断和靶向治疗。

赵博士介绍说分子诊断从最经典的PCR方法到基因芯片,再到二代测序(NGS),通过对高通量测序数据分析,在肿瘤的分子诊断方面,无论从全基因组、到外显子、到转录组,我们都能够十分清楚的诊断肿瘤个体的差异,然而诊断并不难,重点在与如何治疗,实现个体化的靶向治疗才是真正的难点。现如今批准上市的小分子靶向药物只有15个,而大分子药物只有10个,这对于精准医疗的开展是远远不够的,然而新药的研发周期又十分的漫长而且昂贵,这也为新药的开发增加了困难。

赵博士介绍了药物研发思路的发展历程,重点介绍了如何应用计算机来辅助药物筛选和设计,通过实验筛选、虚拟筛选、先导化合物研发、高内涵筛选等方法能够快速高效的筛选靶向药物,这也是赵博士从加拿大归国后筹建了北京计算机辅助药物筛选平台的原因。赵博士结合自己的课题,还介绍了阿尔茨海默病药物研发的历程及其筛选到的β2肾上腺素受体抑制剂,介绍了其开发的计算机辅助药物筛选平台(www.vslead.com)的功能和优势,也希望通过这个平台,为众多的校友和科研工作者提供方便。

简而言之,人体细胞的某些基因突变会导致肿瘤,对肿瘤进行精准治疗需要基因测序和靶向药物。那么如何避免大海捞针似的盲目寻找靶向药物?可以用 计算机辅助筛选,能把一年的活,一天干完!



正如79级李龙承教授总结的,今天的沙龙让我们受益匪浅,徐国纲用诙谐幽默的语言让我们第一次弄明白了蛋白质结构是怎样搞出来的,揭示了一些蛋白质是如何引起疾病的;而赵勇博士告诉我们怎样在一年内筛选和创制新药,或许像屠呦呦一样,我们也能发明造福人类的新药。

沙龙结束后,众位同济人,依然意犹未尽地继续交流和讨论,这样的沙龙不仅为大家带来了精彩的报告,让大家增长了见识,同时也为大家的科研工作提供了新的思路和方法,更重要的是,这样务实的活动给创新同济人提供了攀登更多科学高峰的源源动力。


本期活动的组织者为徐国纲、韩玉磊、陈海滨、赖成材小组。参与会务工作的志愿者有于坤黄成成、刘小燮、万荣、毕茜、曾利峰等。

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文字:徐国纲 赖成材

编辑:徐国纲

摄影:于坤 陈海滨 王雪梅

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