2月29日上午,上海有機(jī)所交叉學(xué)科講座第二十一講在有機(jī)所圖書館樓報告廳舉行。香港中文大學(xué)的吳奇院士做了題為“How cationic chains free in solution promote gene transfection溶液中的陽離子自由鏈如何促進(jìn)基因轉(zhuǎn)染”的講座。所學(xué)術(shù)委員會主任林國強(qiáng)先生主持了講座,部分研究員和近百位職工、學(xué)生參加了講座。
吳奇院士是香港中文大學(xué)偉倫化學(xué)講座教授和物理榮譽(yù)教授、美國物理學(xué)會會士(APS, Fellow)。吳奇教授和他的實驗室以在高分子溶液,凝(凍)膠網(wǎng)絡(luò),大分子膠體等方面的工作成名,目前的主要研究方向是“集合成化學(xué),高分子物理和分子生物之成,設(shè)計和執(zhí)行決定性的實驗來回答一些與大分子,生物以及膠體有關(guān)的重要問題。”
本次講座吳教授首先向大家介紹了基因治療研究的大背景。隨著基因轉(zhuǎn)染技術(shù)的日益成熟,基因治療的載體問題成為限制基因治療發(fā)展的瓶頸之一。在物理方法、病毒載體、非病毒載體例如聚合物、脂質(zhì)體、生物大分子等載體傳輸?shù)膸追N途徑中,吳教授著重介紹了其研究組在聚合物載體促進(jìn)基因轉(zhuǎn)染中的研究成果。對于基因轉(zhuǎn)染中存在的細(xì)胞外、細(xì)胞內(nèi)和核質(zhì)體中各種影響轉(zhuǎn)染效率的因素,吳教授將其比喻為多個跨欄障礙,跨越每個障礙比喻為waltzed through a slit。其研究組從PEI(聚亞乙基亞胺)/DNA開始研究,通過觀察基因轉(zhuǎn)染過程陽離子和陰離子電荷比不同情況下的轉(zhuǎn)染效率的變化,他們發(fā)現(xiàn)了沒有和DNA復(fù)合的PEI對轉(zhuǎn)染有至關(guān)重要的作用。在研究過程中,他們還不斷地提出問題并解決問題,例如上述情況是否針對特定的聚合物或細(xì)胞?是否歸因于細(xì)胞攝入量的提升?是否源于自由鏈和絡(luò)合鏈的交換?是否歸因于質(zhì)子泵效應(yīng)?通過研究他們否定了被廣泛接受的“質(zhì)子泵效應(yīng)”;進(jìn)一步地研究自由PEI鏈的長度和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的影響例如直鏈、支鏈、超支化結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)染效率等問題后,發(fā)現(xiàn)過量的PEI起著阻止基因藥物在細(xì)胞液中被破壞的作用。吳教授認(rèn)為,科研人員有“Problem-centered”和“Method-centered”的不同類型,其作為一個“Problem-centered”的研究者,從發(fā)現(xiàn)“Problems”到給出“New ideas“,然后進(jìn)行”experiments”并獲得“Observation results”和發(fā)表Publications”,再進(jìn)行“Model analysis”,直至給出“Explanations and predictions”,是一個不斷求知創(chuàng)新的過程。吳教授建議同學(xué)們要注意思考和設(shè)計實驗,注意實驗中的反常現(xiàn)象。當(dāng)前分子生物學(xué)的發(fā)展日新月異,最新的實驗技術(shù)隨時出現(xiàn),而在分子水平上的生物過程在本質(zhì)上是化學(xué)物質(zhì)相互作用,因此吳教授鼓勵大家要充分發(fā)揮化學(xué)分子結(jié)構(gòu)研究方面的專長,在化學(xué)、物理和生物交叉發(fā)展的機(jī)遇中把握時機(jī)去“Understand what happen inside”。
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