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北京理工大学:开辟生命科学的另一番天地

中国教育装备采购网 2008/8/6 6:09:00 围观209次 我要分享

  北京理工大学生命科学与技术学院最近取得的一项重要发现,在血液淋巴细胞中观察到一种与帕金森病高度相关的蛋白。这一发现突破了该领域认识的局限性,对过去“血液反映不出脑疾病”的传统观念提出了挑战。而这一发现更益于他们在学科交叉的探索中,依靠工科的优势发展生命科学的新技术、新方法的思路。

  学科交叉推动生命科学发展

  一所国防背景非常突出和以工科为主的大学,要办好生命科学与技术学院,在常人看来,难度的确很大。作为具有这类性质的北京理工大学,在创办生命科技学院的过程中,就曾听到过“理工大学办生命学院就像中医药大学办坦克专业一样”的否定说法。但在向传统的思维模式挑战的过程中,北京理工大学却办起了一个有声有色的生命科技学院。

  北理工生命科技学院院长邓玉林说,生命科学的兴起是源于对遗传信息的认识和基因重组技术的诞生。1972年在夏威夷召开的国际生物学大会上对DNA重组技术(基因工程重组)的报道,开启了生命科学兴起的时代。“21世纪是生命科学的世纪”,这已成为世人的共识。它旺盛的生命力不仅是因为它产生于一些传统学科和新兴学科与生物学的交叉,而且通过与多个学科的交叉融合带动了一批学科的发展。

  “比如,生命科学与材料科学的交叉,得到了具有某种特殊功能的活性材料,如丝素蛋白(可用作防弹衣)、嗜碳微生物(可把钢材里的碳吃掉,使局部变软);与信息科学交叉,产生了DNA计算机;与环境科学的交叉,使得微生物的水处理和垃圾处理不再成为难题,而与数学、物理、化学的交叉实例更是不胜枚举。”邓玉林以事例说明着生命科学能作为带头学科的依据。

  “而生命科学所有的重大成果也是依靠学科交叉而产生。如人类基因组计划,当时科学家们曾计划用二三十年的时间完成对人类基因组的测序。在经过十几年的缓慢进展之后,由于阵列毛细管DNA技术的发明,仅3年后就完成了人类基因组的测序,知晓了20亿个碱基对的排列”。

  人类基因组计划的完成,宣告了“后基因组时代”的开始,蛋白质研究成为新的生命科学前沿。人类细胞中的全部基因称为基因组,由全套基因组编码控制的蛋白质则相应地被称为蛋白组。人类基因组、蛋白组和药物是生命科学研究路上的三个阶段,最终目的是对数百万个蛋白质片段进行识别和分类,最终绘制出一张蛋白组图,以测定基因的产物———蛋白质结构为目标的结构基因组学。蛋白质研究已成为我国确立的4个重大科学研究计划之一。而要完成后基因组时代的主要任务,对蛋白质复杂多样的结构功能、相互作用和动态变化进行深入研究,全面揭示生命现象的本质,更需要依赖于数学、物理、化学、信息科学与生命科学多学科的交叉融合。毋庸置疑,学科的交叉融合已经成为生命科学发展的强大推动力。

  新兴学科的产生依赖于学科交叉

  去年5月下旬,第二届国际复合医学工程学术大会在北京召开。北京理工大学能够承办此次会议,从一个侧面说明了该校对“复合医学工程”的发展所做的贡献。担任此次大会主席的邓玉林教授在介绍这门新兴交叉学科的创建背景时说,针对疾病的诊断和治疗,单一的技术和方法都不能解决问题。如果仅从各自不同的角度出发,比如电学的角度、磁学的角度,或者信息科学以及化学的角度,就会对疾病的认识产生一些矛盾,甚至是偏差,所以非常需要建立一个新的学科把各种不同的角度高度系统化,所以从2002年中外学者就开始共同酝酿建立一个国际学术组织去推动一门新学科的建立,而随着2005年5月国际复合医学工程学会的成立和第一届国际复合医学工程学术大会的召开,“复合医学工程”这门新兴交叉学科终于开启了它蓬勃发展的历程。

  据介绍,复合医学工程作为一个医学和工学交叉的前沿尖端领域,既涵盖了医学和基础科学的研究领域,又强调了工程和技术的结合。主要研究内容涉及生命科学与技术、信息科学与技术、脑科学与医疗技术、认知神经科学与技术、光生物学与技术等多个方面,成为推动医学技术进步的重要研究领域。

  无论是创建复合医学工程,还是做强“空间生物与医学工程”,实际上,都折射出生命科技学院学科建设的思路:“一是利用工科优势,加强与生物科学的交叉,形成以发展生命科学新技术、新方法(现代生物技术)为重点的学科特色;二是将生命科学与空间和国防需求相结合,在空间生物实验技术以及特种国防材料生物制造技术等领域形成特色。”

  邓玉林教授在谈到对学科交叉的探索时说,工科是我们的长项,生物是我们的短项,长与短的结合会有两种结果,一种是拉平,不长不短;另一种是产生新的延伸,长的更长,而后一种才是我们所追求的学科交叉方向。所以我们把工科的优势变为研究生命科学的工具,在生命科学的新技术、新方法上做好文章。

  利用工科的优势发展生命科学

  俗话说,路子对了头,一步一层楼。在学科交叉的探索中,由于认准了做强生命科学的新技术、新方法这条道路,所以使该院对某些疾病的病理病因有了新的发现,以至解决了过去难以解决的医学技术难题,这也是该院能在不长的时间里得到领域内认可并拿到多项国家重大项目的原因。

  邓玉林教授举例说,神经系统的疾病过去一般不做生化检测(验血、验尿),因为脑与血液之间存在着血脑屏障,所以脑内的疾病通常无法通过血液指标检测出来。而我们最近取得的一项较大的突破是在血液淋巴细胞中看到了一种与帕金森病高度相关的蛋白,而这一发现就是得益于我们发展的一整套的技术和方法。这一发现突破了认识的局限性,对过去“血液反映不出脑疾病”的传统观念提出了挑战。我们对这种现象的解释是,血脑虽然没有物质交换,但是并不排除信号的交换。

  “就项目而言,空间技术好像并不是北理工的强项,你们为何能成为863空间生命项目的牵头单位?”

  在回答记者的疑问时,邓教授说,我们的“杀手锏”是研制出了获得全国大学生挑战杯二等奖的空间细胞电转移与分析系统,解决了国外都未能解决的问题。此外利用工科的优势,特别是搞分离、纯化等制备工艺的强势基础,将工科与中医药相结合辟出民族药物———傣药的蹊径,也是我们的一个特色。

  “用工科的优势和特点,发展生命科学的新技术、新方法,致力于解决生命科学的疑难问题”,邓教授道出了这一个个特色的核心所在,而这也是能拿到重大项目,取得重要成果的关键点之一。

  从事学科交叉,先要有失才能有得

  邓玉林教授说,知识积累的过程中就是一个学科交叉的过程。“我本科是学化工的,到日本留学学的是神经生物学,后来又到加拿大的医学院神经内科干了5年”。

  在亲身体验到学科交叉的得与失后,他说出了自己的独到见解:学科交叉的好处是容易产生新的延伸点、新的现象、新的领域,对创新具有推动力。但同时又会让从事学科交叉的人不得不面临着几种尴尬:第一,好像突然有一天会感到自己没有一种学科可以依托了,有点像失去“家”的感觉;第二,突然会感到自己知识的贫乏,产生了要恶补知识的极大需求;第三,会感到目标的模糊,进行学科交叉后到底会产生怎样的效果,难于预见,更不易得到他人的认可;第四,发现自己原来的试验平台不够用了。所以从事学科交叉,首先要舍得失去很多东西,包括自己在原有领域里的优势。这其实是一个很痛苦的过程。

  “但学科交叉,符合学科发展规律,是学科发展的必然趋势。因为学科本身就是人为划分的,传统学科已经被划分了许多框框,而学科交叉就是要打破这些框框,打破人为划分的知识体系,需要通过学科交叉产生新的知识体系。这就需要某些人为此做出一些牺牲和贡献,需要有人去探索。所以我体会,从事学科交叉,首先要舍得失去,这个失去,就是要解放思想,东西、设备,以至主意可能都不是我的,而是把多个学科的人融合在一起,形成大团队,具有大协作的精神。而这种大的团队作战和大协作的精神比争取到项目、拿到钱更加重要。所以学科交叉赋予我们今天的回报———一个更广阔的发展领域和空间,也是经历了以上那些痛苦的过程,经历了磨合期才得到的。”

  ■新闻链接

  “‘十一五’期间我院争取到了国家863重大项目‘深空探测与空间实验技术’中‘空间生物实验舱总体关键技术’课题,并且担任该重大项目第七方向4个生物类课题的牵头单位;承担了国家自然科学基金重点以及973和‘十一五’科技支撑重大项目中与蛋白质组新技术、新方法相关的课题;在载人航天国家重大科技工程神七中已确定有我们的任务……”北理工生命科技学院院长邓玉林在向记者介绍这些科研实力的同时,更多地谈到了对学科交叉的探索,以及学院如何从学科交叉中受益。

来源:科技日报 <我要投稿
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