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第二届安徽省创新争先奖获得者先进事迹——黄光明:聚焦学科前沿 推动技术进步

发布时间:2021-11-24 14:52 信息来源:安徽省科学技术协会 阅读次数:
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黄光明(左)向学生演示实验过程。

 

“晒太阳对身体是有好处的。”这是老人们常说的一句话。中国科学技术大学教授黄光明及其科研团队和合作伙伴经过多年研究证实了这个说法背后的分子机制。他们通过单细胞质谱等技术方法,发现适度的晒太阳除了可以治疗多种皮肤疾病以外,还能改善人们的情绪和认知,并最终可以增强人的学习能力以及记忆能力。

那什么是单细胞质谱技术?黄光明向记者讲述道,单细胞质谱分析技术是一种对活体细胞中多种未知成分进行快速鉴定,同时获得活体单细胞中几百种甚至上千种小分子代谢物的“组学”信息的方法。黄光明说:“这项技术在国际上也属于前沿问题,目前只有少量研究小组能够解决单个细胞内多组成分分析的难题,而活体单细胞内的代谢物则很少有人能涉及。”

勇于创新聚焦科技前沿

众所周知,细胞是生命活动最基本的结构单元和功能单元。对单细胞代谢组的研究,包括对单个细胞内代谢物分析以及相关代谢调控的研究,该研究有望为探索细胞工作机制、重大疾病发病机理、个性化靶向治疗等生命科学领域的前沿问题提供新的研究思路和工具。“但目前单细胞的代谢物和代谢通道分析技术的发展还比较迟缓,虽然目前的质谱分析法可有效的分析细胞中的化学成分,但难以维持并监控细胞的活性,很难直接用于生命分析等领域。”黄光明介绍道。

黄光明与其团队成员基于自行开发的单细胞电生理与质谱联合检测平台,对小鼠大脑中单个神经元开展了多种化学成分的快速质谱检测,并且可以做到同步采集电生理信号,为实现单个神经细胞的高通量质谱分析、代谢物鉴定和代谢通路研究提供了重要的工作基础。目前,该工作实现了单个神经元化学成分及代谢物的即时分析,将神经细胞成分分析的研究推向了活细胞及单细胞水平,有望在单细胞层次上去研究神经生物学、代谢组学、毒理学等生命科学的重大问题,这项研究成果具有非常重要的应用前景。

据悉,单个神经细胞质谱分析技术为研究生命科学中的重大科学问题提供了新的思路和解决方案,并为从单细胞层次提出新的生命科学的问题提供了新的视角和相关的研究工具。2019年,“阳光的代谢调控分子机制”入选2018年度“中国生命科学十大进展”,也成为中科大生物医学科学在建设世界一流学科中的阶段性成果之一。

学科交流推动技术进步

据黄光明介绍,单个神经细胞质谱分析技术的研究成果是他与中科大生命科学学院的熊伟教授共同合作并取得的。从科学研究的角度来看,两个不同领域实验室的共同研究具有很强的互补性,是质谱分析的新方法,可以在解决实际的生命科学领域的问题中体现自己的价值;生命科学领域中目前没有办法解决的一些科学问题,也会推动质谱分析方法和技术的进步。

“交叉合作对双方都有重要的科学价值,我们打算在运用目前的技术去解决更多新的科学问题、并针对新的挑战不断革新科学技术这两方面上继续长期合作。”在交叉合作共同研究方面,黄光明表示:“做研究应该要大胆走出去,和自己研究领域上下游的学者多沟通、多交流、多合作。在沟通交流中了解别人的需求,针对性的研发专项技术,同时,也为解决自己领域难题寻找新的思路,最终才能以合作的形式去解决具体的技术和科学问题,这也是我自己在研究过程中的一个基本思路。”

在谈到下一步的研究计划时,黄光明告诉记者,他计划针对重大疾病的诊断和治疗,如神经退行性疾病的早期筛查和调控针对恶性肿瘤的免疫疗法等,分别从质谱技术开发及实际应用等多个方面层面有针对性地解决相关问题,力争为疾病早期筛查、干预治疗、靶向药物的研究等方面作出贡献。

 

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