科大校友庄小威帶領聽眾領略生物成像技術之美

科大校友庄小威帶領聽眾領略生物成像技術之美

2017年6月29日下午2點，中國科大上海研究院報告廳熱鬧非凡，普通市民、科研工作者、高等院校的學生、中小學的孩子們匯聚於此，聆聽由哈佛大學庄小威教授帶來的精彩報告。會場座無虛席，400餘名上海及周邊省市的科普愛好者聆聽了報告，報告會由陳宇翱教授主持。

報告題為《揭示生命中不可見的奧秘》。報告首先指出，在生物學領域，人們希望在人體、細胞、分子、原子四個尺度上觀測到生物結構和結構之間的相互作用，所以，有力的微觀成像工具對於觀測生物的結構和功能十分必要，而傳統的觀測手段則受制於光學顯微技術的極限。為了解決這個問題，人們探索了很多更有力的成像工具。

在超高解析度成像方面，庄教授著重介紹了隨機光學重構顯微術。該技術以精確定位技術為基礎，通過隨機顯示標記蛋白的方法，對分子整體結構進行成像，同時配合分子探針技術，可以得到空間解析度小於20 nm,時間解析度小於1 s的動態三維立體圖像。

這種技術成功地運用在核糖體、生殖細胞鈣離子通道、神經元細胞骨架等生物分子的三維結構成像中，很好地幫助人們認識這些蛋白的功能；而在遺傳物質研究方面，為了研究不同細胞種類的空間分布和相互作用，人們也發明了「單細胞轉錄組成像技術」，RNA是DNA表達成蛋白質的中間物質，通過對RNA種類的區分，我們可以對不同功能的細胞進行分類和標定，針對RNA種類多達上萬的情況，庄教授小組創造性地對RNA進行二進位編碼，通過單分子熒光原位雜交的方法，對標定好的RNA進行逐位探測，進而分辨大量RNA。

最後，庄教授援引建築師路易斯.沙利文的名句總結道：「生命有其表現，形式源於功能」。科研人員不遺餘力對生物結構進行觀測，就是為了掌握生命背後的功能和機制。她大膽暢想，如果有一天，人類得以觀測到所有細胞內分子的結構、位置和相互作用，讓這些動態過程像放電影一樣展示在人們面前，將會對生物學、醫學產生十分重大的影響。

報告最後環節，庄教授就生物成像方法、科研工作體會等問題，與現場聽眾們進行了精彩的交流。現場不同專業背景和年齡層次的聽眾們踴躍發言，庄教授一一予以詳細解答。除了回答專業聽眾對於技術的疑惑之外，在回答中小學生提出的問題時，庄教授興緻盎然，她表示，孩子們的提問都相當具有前瞻性，有些思想極為深刻，有些提出的科研構想已經有前沿小組逐步實現，討論交流在愉快的氣氛中進行。

整場報告持續兩個小時，庄教授將嚴肅的科研故事娓娓道來，一張張微觀結構的三維照片震撼了現場的每一位聽眾。現場觀眾中，有慕名遠道而來的忠實粉絲，也有對科學現象感興趣的小朋友，在庄教授生動淺顯的報告里，都收穫了對生命科學結構及其觀測技術的領悟。

嘉賓介紹

庄小威：現為中國科學技術大學大師講席教授、霍華德休斯醫學研究所研究員，哈佛大學化學和化學生物系、物理系雙科教授。2013年4月，當選美國人文與科學院院士；2012年當選美國國家科學院院士。庄小威當時系文革之後大陸學者最年輕的美國科學院院士。她還是美國物理學會會士。2015年，當選中國科學院外籍院士。

墨子沙龍

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