漫漫知识长路
从陈熹教授的基因治疗与核酸药物讲座中,我了解到了当前最先进的基因工程技术包括AAV、CAR-T 等,扩充了我对基因编辑技术的认知。学校物理教师曾说过:“牛顿被一只苹果砸到了脑袋,可以推出万有引力定律,而我们就算被一筐苹果砸了,也不一定能得出什么重大的科学发现,因为我们的知识储备不够深厚,即使发现了某种现象,也无法对其作出科学解释。”知识积累在短期内可能效果甚微,但对于长时间尺度上的能力增长具有重要意义。现在,我的观念已经从“前人已经有了这么多生命科学的发现,留给我们的研究空间是不是很小了”,转变为“世界上的未知远远大于人类的已知”,这给予了我不断进行科技探索、科技创新的勇气与精神支持。
不要想得太多,也不要想得不多
在文献阅读过程中,导师告诉我要多关注文献的“讨论”部分,了解实验已经做过的和还没有做的。选题绝非一日之事,要选出一个可行性、创新性、应用性兼具的课题,需要着眼于科学界普遍关注的问题,整合文献内容,学会质疑,学会自主解答问题。
在导师的推荐和引导下,我阅读了《自然》杂志封面文章《面向空中播种的自发钻土式种子载体》,研究中的系统可以提高空中播种的有效性。在阅读过程中,我了解到了“种子尖端自埋”行为,首次听到“屋面拓扑结构”“曲率变换”等概念。在学习这些概念的过程中,我的专业知识储备量得到了提升,探究意识也在潜移默化中得到了锻炼。我向导师请教快速上手英文文献的方法,他告诉我要先从中文文献入手,在积累了一定量的文献阅读方法和专业背景知识后,再阅读英文文献就会水到渠成,不应急于求成,一味贪图“走捷径”。
从施一公教授的分享中,我了解到日本科学家下村修、美国科学家马丁·查尔菲和钱永健因为发现和改造绿色荧光蛋白获得了诺贝尔化学奖。施一公认为,世界上还存在很多不同颜色的荧光蛋白有待被发现和利用,极大地拓宽了我的选题角度和思路。此外,我还对结构生物学有了初步认识,也意识到剪接体对于当今人类生命面临的挑战具有重要意义。
科学研究有方法
在与导师交流的过程中,我脑洞大开,问出了“树干为什么是直的”这样一个看似天马行空的问题,但导师告诉我,我们看到的宏观结果,大部分都可以在微观分子上找到原因,基本没有一个现象是“超自然”凭空出现的。在向我解答这一问题的同时,导师还不断引导我思考“如果树干不是直的会怎么样?”“在太空失重环境下,植物会长成什么样子?”这样的方式脱离了简单的“一问一答”,通过一个又一个小问题,不断引导我自主发问、独立思考,并在思考过程中自行查找文献尝试解决问题,可谓“一箭三雕”。
在设计实验的过程中,导师特别提到了探究性课题的实验思路,需要先从实验中得出一个结果或现象,并根据文献假设这一现象的分子机理,再设计实验证明假设。在设计后续实验方案时,应有相关文献与背景知识的支持。考虑到高中生能做实验的时间较少、实验技术水平较低等因素,在设计实验方案时还应充分考虑实验的可行性。
科研是一种选择,更是一种态度
在清华大学- 北京大学生命科学联合中心举办的“结构生物学、化学生物学、药物化学”暑期夏令营中,刘栋教授在开幕式上讲了“志趣”的重要性。所谓志趣,在我的理解中更像是一种人生态度与生活方式,乐在其中然后才能奉献。同时他也提出,人的一生最重要的是“爱与被爱”,我爱这个世界,保护她、照顾她,在受到庇护的同时又反哺于她。
想要了解一门学科,可以只了解其学科知识,而想要真正走进这门学科,了解它的发展史,历代科学家的探究史是至关重要的。
技术与科学共生
2023 年 4 月1 日,在导师的带领下,我走进了上海交通大学生命科学学院实验室。在参观过程中,我看到了形形色色不同样式的显微镜,与中学的显微镜不同,这些显微镜都与电脑设备终端相连,操作使用更加复杂,但看到的实验现象更加清晰,能为实验结果的得出提供很大的帮助。此外,我还看到了蛋白质氨基酸序列定量分析检测仪,氨基酸浓度、核酸浓度检测仪等,这些设备都可实现小量、精准定量测量。同时,我也看到了一些研究生培养的菌种,其培养环境、摆放方式都很有讲究,让我看到了科学的严谨性。
暑期夏令营中,从神经科学到化学生物学的学科交叉讲座,连接了医学生物学与生活,交叉学科的崛起日益显著。正如我研究的磁生物学方向,也涉及生物与物理的学科交叉,需要关注磁学在距离、方向、大小等方面对于生物体的影响。
最令我印象深刻的讲座是张辰宇教授的《人工智能生物学机器方法——生物学3.0》,以及薛宇教授关于生物信息学的简介,这两个讲座将生命科学与计算机信息学有机结合。结合信息时代的大环境,我意识到信息技术与人工智能技术是未来各学科研究的重要帮手。为此,我报名参加了复旦大学的人工智能大学先修课,希望能在拥有一定生物知识、人文知识储备的基础上,在人工智能技术的辅助下,更好地完成课题研究。
属于自己的道路
在暑期夏令营的“论文研讨”环节,我们小组就冯国平教授的《Shank3 表达的成人恢复拯救了选择性自闭症样表型》一文作小组汇报,通过文献阅读、专业词汇查询、背景知识补充,我们最终完成了一个较为完整流畅的文献汇报,得到了指导教师的认可与鼓励。
在英才计划培养过程中,我并没有得出具有特别重大意义的创新成果,但我对于科研实验整个过程的了解更加深入。当我发现自己可以结合实验过程对实验结果作出较为全面的分析,而不再依赖于导师的不断提醒时,我觉得自己收获了很多特别有意义的东西。在此,我对英才计划、导师和所有帮助过我的人表达诚挚的感谢!
唐卓妍
2023 级英才计划生物学科学生
就读于华东师范大学第二附属中学,师从上海交通大学邓子新教授,完成课题“3k Gs 磁场对不同植物种子萌发与幼苗生长的影响”。曾获评上海市青少年科技创新大赛二等奖、浦东新区青少年“明日科技之星”、华东师大二附中“创意・创新・创造”大赛一等奖。