以生物科学赢得未来

甲型H1N1流感席卷全球令各国股市生物医药板块疯涨,表现出公众已将攻克甲流的希望寄托于生物医学。年底的哥本哈根联合国气候大会再一次将节能减排推向万众瞩目的焦点,生物能源成为节能减排的终极解决方案。生物医学与生物能源,两个看似遥不可及的尖端科技领域在中国石油大学教授、博士生导师、海洋膜蛋白实验室学术带头人黄方那里却有着高度统一和紧密联系。

年仅36岁的黄方曾求学于瑞士巴塞尔大学,并在英国剑桥大学蛋白质工程中心进修与工作,在此期间他创造性地将单分子荧光共振能量转移技术应用于蛋白质折叠的研究,取得重要研究成果,2008年6月被MRC(英国医学研究委员会)蛋白质工程中心聘为研究科学家(永久性职位)。2009年,黄方回国加入中国石油大学(华东)生物工程与技术中心,领导海洋膜蛋白实验室的工作,成为国内生物科学领域卓越的学科带头人。

黄方及其领导的实验室以蛋白质研究为切入点,在生物医学和生物能源两大领域展开攻关。生物医学方面侧重蛋白质折叠机理和膜蛋白功能的研究;生物能源方面主要从事生物制氢以及海洋微藻制生物柴油的研究。两大领域皆为国际领先和热门科研方向,一旦获得突破,将对生命科学、节能减排产生重大影响。

生物医学是当前生命科学研究的最大热点之一,关系到疾病治疗、寿命延长和人类对生命的探索,黄方所从事的蛋白质折叠是生命科学领域皇冠上的明珠,是分子生物学中心法则中尚未解决的重要问题。

上世纪五六十年代的研究已表明蛋白质的空间构型是由蛋白质序列决定的,但蛋白质的序列如何决定其构型,即蛋白质如何折叠仍然是世界难题。当前的研究已经发现,蛋白质的错误折叠会导致许多疾病发生,如疯牛病、老年痴呆症、帕金森氏病以及许多癌症,蛋白质折叠机理研究对许多疾病的治疗将产生重要影响。

黄方能在如此尖端的科研领域有所建树与他的教育经历有关。本科与硕士在山东大学化学学院学习荧光技术,2000年留学巴塞尔大学转向生物领域后,他的化学基础得到了意想不到的应用――将具有超长荧光寿命的有机荧光探针和时间分辨荧光技术用于蛋白质折叠速率极限和多肽链柔软性研究,前者是蛋白质折叠研究中一个至关重要的问题,后者可为蛋白的设计及蛋白药物开发提供新的思路。学科交叉为黄方带来了丰硕的研究成果。在剑桥期间,黄方将荧光共振能量转移和单分子荧光技术引入蛋白质折叠课题,取得一系列突破。

在生物能源领域,目前国际上已有一些成果应用于商业化,但生物乙醇、生物柴油等新能源的获取主要依赖陆地生物尤其是农作物,产生了与人争粮的问题,而地球拥有巨大的海洋面积,如果能利用海洋生物提供能源,节能、减排和粮食问题都将得到极大缓解。

黄方及其实验室的研究聚焦于藻类和蓝细菌光解水法制氢、能源微藻产油和生物太阳能电池等,如果能解决核心难题,将对可再生新能源产生革命性影响。

“在英国我能够看到自己十年二十年之后是怎么样的,但是要回到中国,我无法预计自己五年之后会是什么样”,这是在英国已经获得永久性职位的黄方向本刊记者解释他回国原因时的简单话语。黄方认为,国内所缺的并不是硬件,而是理念和学术氛围,“这是需要我们大家一块努力来改变的东西”。