研究花菜也能做科研、發論文?是的,你沒看錯!
本月,南方科技大學師生在《自然》(Nature)、《科學》(Science)連發 6 篇論文。6 項新突破分别涉及不同領域。
據南科大介紹,這 6 項新突破分别是:
3 月 1 日,環境科學與工程學院馮煉副教授團隊 Nature 封面文章揭示全球近海浮遊植物藻華增加趨勢▽
" 我們的成果可以助力深圳實現對藻華的全自動監測,而且可以更準确、快速地做出趨勢預測,這對于深圳這座海洋城市來說還是非常重要的。" 馮煉介紹說,團隊已經和深圳的相關部門展開合作,這個研究成果通過利用衛星遙感長時序、周期性、大範圍等觀測優勢,彌補了目前對全球海岸帶藻華變化趨勢的認知缺陷。
3月 9 日,生命科學學院杜嘉木課題組在 Science 發文揭示植物 DNA 甲基化領域新進展▽相關成果揭示了 NRPE2 引起的轉錄停頓和轉錄回溯增強的分子機制,提出了在 RdDM 通路中 Pol V 通過滞留在染色質上作爲支架蛋白對下遊作用因子進行招募,從而引起基因沉默的工作模型。
3 月 15 日,冷凍電鏡中心生命科學學院隋森芳院士聯合研究團隊在 Nature 發文實現光合領域裏的一個裏程碑▽隋森芳院士團隊與國内相關科研人員合作,在 Nature 雜志上聯合發表題爲 " 紅藻藻膽體 - 光系統 II- 光系統 I- 捕光複合物超大複合體的原位結構 " 的文章,爲闡明細胞内天然狀态下 PBS-PSII-PSI-LHC 超大複合體的組裝機制,以及能量從 PBS 向 PSII 和 PSI 的高效轉移的機制奠定了堅實的結構基礎。
3 月 20 日,化學系劉心元教授團隊在 Nature 發文闡述立體彙聚式 N- 烷基化領域中取得的新突破▽該方法可以在溫和的條件下将各種工業原料胺,含胺藥物分子甚至氨直接一步轉化爲非天然手性 α - 氨基酸衍生物,具有優秀的對映選擇性和官能團耐受性。
3 月 22 日,物理系講席教授俞大鵬院士課題組聯合團隊在 Nature 發文,在國際上首次展示量子糾錯優勢▽與以往投稿過程的反複修改不同,該論文的投稿過程 " 出奇順利 ",在投稿後 4 天就直接被 Nature 期刊編輯送審。且隻經曆一輪審稿,就被編輯 " 原則上同意接收發表 "。
俞大鵬院士帶領超導實驗室助理研究員徐源研究小組,聯合福州大學教授鄭仕标、清華大學教授孫麓岩等團隊攻堅克難,在基于超導量子線路系統的量子糾錯領域取得突破性重大實驗進展。
" 我們在國際上首次利用離散變量編碼的邏輯量子比特,延長量子信息的存儲時間突破了盈虧平衡點。這項裏程碑式的成果标志着我們從含噪聲的量子時代步入了糾錯量子時代。" 量子科學與工程研究院助理研究員徐源說,該實驗結果明确指出,量子糾錯可以延長量子信息存儲時間超越盈虧平衡點,這爲實現量子計算機奠定了非常重要的一步。
3 月 22 日,生命科學學院張明傑院士、劉曉天研究助理教授團隊在 Nature 發文揭示抗真菌藥物全新潛在作用機制▽該研究成果成功建立了 FKS1 家族蛋白高效可重複的體外反應體系,首次剔除了繁瑣的放射性标記檢測手段,極大程度上優化了藥物篩選體系,填補了領域内的空白。
張明傑院士在實驗室
高水平科研成果頻出的背後,有多位碩士、博士作爲主要成員參與其中。
馮煉副教授和團隊在一起
在過去的二十年,Pols 家族的不同成員的結構陸續被解析,作爲真核 Pol 的最後一員,Pol V 的結構及其在 RdDM 通路中作爲支架而滞留染色質的機制是領域内亟待解決的重要科學問題。3 月 9 日,杜嘉木教授課題組成功解析了植物 Pol V 結構及其染色質滞留機制,相關成果在 Science 發表。
圖:杜嘉木在實驗室指導學生
杜嘉木課題組、論文共同作者博士生謝國輝坦言,身爲年輕的科研工作者,能參與國際學術頂刊的文章發表極爲不易。" 在過去 3 年的時間,我們總計花費了 1.5 噸以上的花菜。在一次次失敗、崩潰中,不斷總結經驗,靠着極其微量的樣品外加想象,一點點的摸索出複合物的性質,最終成功達成電鏡數據收集與結構解析。"
謝國輝向中青報 · 中青網記者介紹了他們在實驗中從 " 失敗 " 到 " 成功 " 的經曆:" 我們從 2019 年 5 月份開始嘗試從花菜裏面提取蛋白複合物,但是一直到 2021 年 12 月份才真正成功地純化出來,拿到可以用于電鏡解析的量。"
除了花菜使用了 1.5 噸以上,實驗中,用于将花菜打碎的破壁機他們都用壞了多個。
某項實驗的視頻(把切好的花菜花序部分用液氮冷凍,然後用破壁機破碎,放到提取溶液中進行提取)杜嘉木教授告訴中青報 · 中青網記者," 我們所研究的 RNA 聚合酶 V 是植物體内含量非常低的蛋白,我們想研究它的作用機制就要先拿到樣品,所以謝國輝和其他幾位同學一起在過去 3 年裏夜以繼日的改進,最終拿到了可行的實驗方案。" 爲這些師生點贊!
杜嘉木
杜嘉木教授 2019 年 2 月加入南方科技大學生物系。他長期從事植物基因調控研究,創新将生物化學研究方法融入重要植物生理過程的表觀遺傳調控機制的研究中,揭示了重要表觀遺傳因子調控植物花期轉變的分子機制,深入闡明了植物基因沉默相關的兩類表觀遺傳标記 DNA 甲基化和組蛋白 H3K9me2 修飾之間内在關聯的生化基礎,對梳理植物表觀遺傳調控的生化基礎和規律,建立其分子調控網絡模型做出了突出貢獻。相關研究成果發表在 Nature Genetics, Nature Communications, Nature Plants, Plant Cell, PNAS 等學術期刊。
來源:中國青年報