王思远:创新DNA成像技术,探索细胞核内的世界 | 35岁以下科技创新35人榜单人物专栏

生物医学
王思远:创新DNA成像技术,探索细胞核内的世界 | 35岁以下科技创新35人榜单人物专栏
麻省理工科技评论 2019-04-03

2019-04-03

受限于研究方法的匮乏,人们对DNA三维折叠结构的认识很大程度上局限在核小体级别——细胞核内的世界犹如一个“黑箱”。而王思远希望点亮并描绘这个“黑箱”中的世界。
35岁以下科技创新35人
受限于研究方法的匮乏,人们对DNA三维折叠结构的认识很大程度上局限在核小体级别——细胞核内的世界犹如一个“黑箱”。而王思远希望点亮并描绘这个“黑箱”中的世界。

2019年1月21日,《麻省理工科技评论》公布了2018年“35岁以下创新35人”(Innovators Under 35 China)中国区榜单。从榜单中,我们看到更多中国创新科研力量的崛起,也看到跨学科、跨领域、并且对落地应用有更强烈企图心与使命感的科研创新,这其中涵盖人工智能研究与应用、NLP、脑科学、新材料、新能源、生命科学、生物科技、自动驾驶等多个不同领域。我们将陆续发出对35位获奖者的独家专访,介绍他们的科技创新成果与经验,以及他们对科技趋势的理解与判断。

关于Innovators Under 35 China榜单

自 1999 年起,《麻省理工科技评论》每年都会推出“35岁以下创新35人”(Innovators Under 35 China)榜单,旨在于全球范围内评选出被认为最有才华、最具创新精神,以及最有可能改变世界的 35 位年轻技术创新者或企业家,共分为发明家、创业家、远见者、人文关怀者及先锋者五类。2017年,该榜单正式推出中国区评选,遴选中国籍的青年科技创新者。新一届榜单正在征集提名与报名,截止时间2019年5月31日。

王思远:创新DNA成像技术,探索细胞核内的世界


DNA双螺旋结构的发现被认为是现代分子生物学的开端。作为遗传物质的载体,DNA所编码的遗传信息可谓是生命的蓝本,而DNA的空间构象就如同这份蓝本的执行说明书。

DNA构象与基因表达调控、DNA复制、DNA损伤修复等功能密切相关。异常的DNA构象能够改变细胞行为,是癌症、早老症等多种疾病的标志。但目前并没有人清晰地知道:人体每个细胞中约2米长的DNA在与组蛋白结合成核小体后,是如何进一步盘绕、折叠,成为压缩在细胞核中的染色质。受限于研究方法的匮乏,人们对DNA三维折叠结构的认识很大程度上局限在核小体级别——细胞核内的世界犹如一个“黑箱”。

而王思远希望点亮并描绘这个“黑箱”中的世界。

在博士后阶段,王思远加入哈佛大学著名华人科学家庄小威教授实验室从事人类细胞基因组DNA空间构象的研究。为了可以对大尺度的染色质盘绕结构进行直接观测,王思远另辟蹊径,开发了一种基于复合荧光原位杂交的DNA成像技术。该技术通过连续成像分辨并定位大量不同的基因组位点,实现了单细胞水平染色质的三维描绘,解决了多年来难以对大尺度DNA折叠结构直接观测的技术难题,创造了在不同尺度上、在一系列生命和疾病过程中准确描绘 DNA 空间构象的手段。

这一技术的开发,不仅给已往关于DNA空间构象的理解带来冲击,更将推进人们对发育、衰老、疾病过程中染色质变化的认知,并为癌症等疾病的诊断、治疗提供全新的视角。

成长于学术之家的王思远早就将探索未知、追求卓越作为自己的目标。从北大、普林斯顿、哈佛到如今的耶鲁大学,一路走来,“卓越”流淌在他的血液中。

在美国普林斯顿大学攻读博士期间,王思远在细菌细胞生物学领域做出了数项革命性的贡献,他开发了一系列实验、计算、理论工具,揭示了细菌细胞壁及细胞骨架在细菌形态发生和力学稳定性中的重要作用机理,颠覆了传统认知。

由于他在多个领域的杰出贡献,王思远曾获国际纯物理与应用物理学会(International Union of Pure and Applied Physics) 生物物理青年科学家奖(全球每年一人)、哈佛华人专家生命科学杰出研究成果奖、美国物理学会杰出生物物理博士论文研究奖(全美每年一人)等重要奖项,并于著名学术期刊 Science、Nature、PNAS 等累计发表学术文章十余篇,可谓硕果累累。

庄小威教授的实验室曾经培养出了众多年轻科学家,她对王思远的评价是“具有强大的创造力与执行力的‘爆表型’人才,且具备成为物理和生命科学交叉学科领袖的一切素质”。

科学家们抽丝剥茧希望描绘生命的奥秘,而王思远的发明正可谓“画师”手中照亮生命细节的明灯。


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