2010中国大学生年度人物评选候选人高翔事迹

2011年05月31日10:50  

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  高翔,男,清华大学生命科学学院2007级直博生。

  听说过他的人,都觉得他是个了不起的传奇;见过他的人,都忘不了他那温和的笑容。他是清华大学的学术新秀,也是清华大学特等奖学金获得者;他师从著名生物学家施一公教授,入学两年后即开始在Science、Nature等顶级杂志发表文章;他曾作为中国的30名博士生代表之一受邀参加第六十届诺贝尔奖得主交流大会,受到相关领域权威学者的高度认可;他曾获得中国晶体学会颁发的“TTP LABTECH 奖”等众多荣誉,并受到《中国青年报》等多家媒体的关注和采访。他是一颗冉冉升起的学术新星,是研究生中偶像级的风云人物。

  他叫高翔,一名清华大学的四年级直博生,一位年轻的结构生物学研究者。

  高翔从小就是个“问题宝宝”,对周围的世界充满了好奇,对未知的事物有着强烈的探索欲望。在家人的支持和鼓励下,高翔从小就喜欢提问题,养成了善于发现问题、分析问题、解决问题的好习惯。小学、中学、大学,一路走来,高翔对生物学产生了浓厚的兴趣。尤其是那些生命过程中非常基本、非常精细的反应的分子机制,更是令高翔感到新奇而有趣。四年前,高翔来到清华大学生命科学学院,从此进入了结构生物学的神奇世界。

  结构生物学是以生物大分子特定空间结构、结构的特定运动与生物学功能的关系为基础,来阐明生命现象及其应用的科学。通过分析不同状态的大分子的结构以及复合物的结构,科学家们可以准确的了解整个反应过程。结构生物学在生物学研究中有着极其重要的独特地位,在过去大概50年里,有10次诺贝尔化学奖颁发给了与结构生物学相关的重大事件及科学家。清华大学生命科学学院施一公老师的团队所从事的就是膜蛋白的结构生物学研究。膜蛋白占人类基因组的30%,占到新药靶点的约50%,有着重要的生理学意义。但由于膜蛋白自身的复杂性,迄今为止,对膜蛋白结构的研究仍处于一个比较困难的时期。1988年,科学家Deinsenhofer 和 Michel凭借第一个膜蛋白-光合作用反应中心的高分辨率的结构获得了诺贝尔化学奖。从那时起,20年间也只有200多类膜蛋白的结构被测定,和其他领域相比,这样的进展着实缓慢。因此,对膜蛋白的研究是一项有着重大意义的工作。

  高翔选择了一个反向转运膜蛋白AdiC作为研究对象,通过结构生物学和相关的生物化学、生物物理技术来研究膜蛋白的结构和功能。尽管已有一代又一代的先行者前仆后继的投入到该领域,但是,由于始终没有同时得到任何一个转运蛋白多个不同构象的高分辨率结构,迄今为止,对转运蛋白在原子层面的反应机制还没有一个清晰的解释。

  从2007年实验室成立开始,高翔即着手对AdiC蛋白进行研究,利用X射线晶体学技术以及相关的生化手段,试图解释反向转运蛋白AdiC是如何识别并运输底物的。当时,实验室做膜蛋白的人还很少,体系技术都不完善,作为实验室的第一批学生,高翔也因此必须承担起建立膜蛋白纯化、结晶及生化分析的重任。在施一公教授和颜宁教授细心的指导下,高翔阅读了大量教科书和膜蛋白相关的文献,并通过限制性蛋白酶解实验、去垢剂筛选等实验一次次的进行尝试,在不断的自我否定中探寻前行的道路。在一年半的时间里,高翔尝试了多种不同去垢剂的组合,探索过各种不同的实验方式,进行了十几次去同步辐射,检测了上千颗晶体,终于找到了四种去垢剂的组合可以使AdiC的晶体衍射到较高的分辨率,但是AdiC晶体的衍射数据质量还达不到解结构的要求。面对种种困难,高翔没有放弃,在不断优化晶体的同时,也在寻找新的突破点,终于又用了一年的时间,通过退火技术获得了一套可以解结构的数据。在清华大学王佳伟老师的帮助下,经过整整一个寒假的时间,一个原子一个原子的调整,高翔及其课题组终于在2009年2月得到了第一个AdiC无底物结合的高分辨率晶体结构并通过结构分析并结合定点突变、等温滴定量热技术(ITC)以及Transport assay等手段找到了AdiC转运底物的通道。2009年5月,Science杂志接收并发表了高翔的研究成果,使高翔站在了该领域研究的世界前沿。高翔及其团队的这篇文章受到了国内外同行的广泛关注,被国际权威机构Faculty of 1000推荐为必读文章,截止目前已被引用36次,一举奠定了高翔在该研究领域的地位。

  随后,高翔又得到了AdiC与底物Arg结合的高分辨率晶体结构,进一步证明了之前发现的AdiC转运底物通道的正确性,并发现了AdiC底物转运通道上起关键作用的多个氨基酸。通过两个结构的比较,对AdiC转运底物的分子机制有了初步的了解。2010年2月,Nature杂志接收并发表了高翔的这一成果,这也是膜蛋白的结构生物学研究中第一次同时获得同一个氨基酸反向转运膜蛋白有底物结合和没底物结合的高分辨率三维结构。

  高翔的研究受到了国内外同行的广泛关注。2009年以来,高翔多次受邀在上海国际生化大会及各大院校进行工作报告,向更多的人介绍其工作成果。其间多次获得清华大学博士生论坛“优秀报告人奖”、中科院博士生论坛“优秀展板奖”、清华大学学术新秀等各种荣誉,并有幸受邀作为国内30名博士生代表之一参加了在德国林岛举办的第六十届诺贝尔奖得主交流大会,并利用这个可能是一生中唯一一次能和近60位诺贝尔奖得主共聚一堂的机会与各位权威深入交流,获得了相关领域权威的肯定。由于在会议上的出色表现,中国青年报对高翔进行了专访,报道中全面展示了他是如何代表清华大学、代表中国年轻学子,一步一步走出校门、走向世界。

  面对扑面而来的赞美之词,高翔没有在鲜花和掌声中停留,5分制里,他只给自己打了3分——及格分。放下荣誉,摘掉光环,高翔仍然是清华每天在实验室中忙碌的一名并不起眼的学生。如今的高翔依然将自己的全部精力用于捕捉AdiC底物转运过程的不同状态上,希望能够通过自己的努力解决这个困扰科研工作者已久的问题。

  步履匆匆,神情专注,高翔正在自己的人生和科研道路上踏踏实实的稳步前行,前方,他的传奇仍待继续……

  

(责任编辑:林露)
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