新国大杰出青年教授薛拾枫:奏响生物科学的“交响曲”


新国大杰出青年教授薛拾枫:奏响生物科学的“交响曲”
▲新国大杰出青年教授薛拾枫是一位前沿的发育生物学家——也是一位多才多艺的音乐家。(图片来源:Quek Tee Chye)

在本系列中,新加坡国立大学新闻编辑室为你介绍新国大杰出青年教授(Presidential Young Professors),他们走在各自研究领域的科研前沿,将创造性想法转化为现实中的重要创新,让世界更美好。

“任何一项工作都要做到位,且还要保质保量地完成,对工作的期待就像心中的乐谱,会有一个预估。但偶尔也会有人弹错音符,如果错误足够大,那么整件作品就会崩溃。”

对于新国大杰出青年教授薛拾枫来说,无论她是在乐队中演奏低音提琴,还是在国大生物科学实验室(NUS Biological Sciences)研究基因突变如何影响胚胎发育,这个概念都适用,就如同大自然本身所演奏的交响乐一样。

♪ 科学与音乐的碰撞与交融 ♫

这位2018年青年科学家奖(2018 Young Scientist Award)得主最初想成为一名音响工程师。她的母亲是一名消费电子产品工程师,经常会把工作带回家——不是一堆文书工作,而是她正在检修中的电子设备,例如组装好了一部分的收音机。因此,幼年的薛拾枫助理教授便了解了收音机的内部结构和工作原理,甚至还在其中一些测试装置上听过音乐。另外,她还学会了演奏电子风琴和低音提琴。

但当她上了初级学院后,她迷上了别的事物——生物体的基因。她惊讶地发现,仅仅由四对碱基对组成的基因序列就能编码地球上所有复杂的生命。薛拾枫助理教授表示:“我对如何在实验室中操纵基因、复制基因和切割基因非常感兴趣。”

后来,她前往加利福尼亚大学圣迭戈分校(University of California at San Diego)学习。就读期间,在本科学习阶段的胚胎学实验课的学习与实践进一步点燃了她对这一领域的热情。她在这门课上首次观察青蛙和鱼从卵开始的生长发育过程。

那时,她想马上走进实验室,做一个关于胚胎发育的研究项目。可惜的是,她找不到一个合适的,即有本科生空缺的实验室。然而,这并没有使她气馁,为此她制定了计划:寻找到一个可以攻读自己热爱领域的实验室。最终,她来到了加利福尼亚大学旧金山分校(University of California in San Francisco)。

当然,成功来之不易。当时,薛拾枫助理教授正在研究核糖体,这是细胞中微小的圆形分子复合物,可将RNA序列转化为细胞活动所必需的蛋白质。她想证明信使RNA序列的一小部分只有大约300个碱基对长,可以作为一个标签,帮助正确类型的核糖体识别制造蛋白质的序列。

“我们制作了一个除了没有小部分非编码基因的内容外完全正常的实验模型,这是一个非常漫长的实验。”

为了解决实验中的技术难题,她在悬而未决的情况下度过了一年多的时间。

终于,到了最终检验成果的时候了。如果她的理论是正确的,该模型仍会有RNA在细胞中漂浮,但它不会再转化为蛋白质,因为其标签已经丢失。

她使用分子方法在细胞中寻找蛋白质,但一无所获。灵光一现,她欣喜若狂地拨打导师的手机,但导师正在开车,没有接电话。导师最终来到实验室,说道:“我知道你有重大发现,因为你从来不给我打电话!”

♪ 以蓝天精神开展应用研究 ♫

薛拾枫助理教授现在是一名主要研究员,负责规划自己的研究前沿并指导自己的博士生。他们有一项最新的研究项目是关于更好地了解一种名为SMCHD1的基因突变是如何导致一系列严重的遗传疾病的,包括出生时没有鼻子。这是一种罕见的疾病,称为Bosma arhinia microphthalmia综合症(BAMS)。这种情况就像是他们必须在没有打印乐谱的情况下找出“音乐”里正确和错误的音符,以及正在使用哪些“乐器”进行演奏——通过修改基因、培养细胞并观察发生的情况。

新国大杰出青年教授薛拾枫:奏响生物科学的“交响曲”
▲薛拾枫助理教授在新加坡国立大学生物科学实验室里。

们还需要很长时间才能将干细胞植入患者的面部以长出鼻子,但薛拾枫助理教授的研究已经被证明可用于治疗一种由相同基因引起的肌肉萎缩症。此外,在她实验室的培养皿上培育的来自鼻子的不同细胞类型正在帮助研究人员更好地了解面部在发育过程中是如何形成的。由于颅面疾病是最常见的出生缺陷之一,此项研究可能最终推动对此类缺陷的预防或治疗。

薛拾枫助理教授的研究不仅对新加坡国立大学的重点研究领域生物医学和转化医学做出了贡献,而且还体现了应用研究和基础研究或以蓝天研究的协同作用,薛拾枫助理教授认为这是未来的发展方向。

♪ 向他人传授知识 ♫

薛拾枫助理教授的任务不仅是做研究,而且要广泛地传播知识。在她攻读博士学位期间,她抽出时间在当地的科技馆向孩子们教授遗传学,并在该地区的高中进行巡讲。最近,一名在她的实验室做项目的本科生受到启发,把她和实验室团队的脸用Photoshop合成到电力别动队(Power Rangers)的角色上。

薛拾枫助理教授的小女儿比起薛拾枫助理教授小时候来说还算轻松。晚上,妈妈把女儿哄上床睡觉,然后继续工作。这个孩子还小,无法参观实验室或理解RNA转录,但她正在探索生命交响乐的路上。

新加坡国立大学杰出青年教授席计划旨在支持在研究领域表现优异的青年学者,帮助他们推进各自领域的前沿研究。

来源:新加坡国立大学

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