生命活动在分子水平上主要表现为非线性多态生物凝聚物催化反应,但现有的凝聚态物理与高分子自组装理论并不适用对生物大分子凝聚态物质属性、动态演进机制与调控规律的解析。为了凝集交叉学科思想与策略在解析复杂与非线性科学问题的优势,国家自然科学基金委员会交叉科学部于11月16-17日在中国科学技术大学(以下简称“中国科大”)召开“生物大分子凝聚态理论与疾病干预”专项研讨会。
研讨会由施蕴渝院士作为会议主席,姚雪彪教授担任研讨会召集人。国家自然科学基金委员会交叉科学部戴亚飞副处长代表交叉科学部介绍了专项研讨会的学术背景、研讨任务与目标。她指出,生物大分子凝聚态及其相分离是生命物质的基本特征,其动态性与生命活动和个体健康息息相关。希望通过本次研讨会总结和梳理生物大分子凝聚态科学领域的研究现状、发展趋势及面临的挑战,凝练关键科学问题,推动本领域的高质量发展。
中国科大科研部部长查正军代表学校欢迎国家自然科学基金委员会交叉科学部领导与专家莅临专项研讨会。他指出,中国科大持续聚焦“四个面向”,高度重视“人口健康”与物质科学交叉领域的发展。在国家各部委的大力支持下,学校建立全国首个无膜细胞器与细胞动力学教育部重点实验室,取得了累累硕果,建立了基于理性的蛋白质从头设计方法,发现微管结合蛋白EB1凝聚态调控细胞命运可塑性的分子机制,为解析微管凝聚态可塑性与细胞动力学机制研究奠定了基础。生物大分子相分离与化学生物学研究成为合肥微尺度物质科学国家中心十四五两个重要方向,这些成果的取得离不开基金委以及各位领导和专家的大力支持。他期待,此次研讨会能从多角度、多层次对生物大分子凝聚态的重要生物学问题进行共同探讨,丰富生物大分子相分离理论,取得国际领先的重要发现。
会议以评述报告、专题报告和深入讨论为基本方式。来自中国科学院物理学研究所、中国科学院分子细胞卓越中心、中国科学院生物物理研究所、中国科学院力学研究所、北京大学、清华大学、复旦大学、东南大学、华中科技大学、中山大学、中国科学技术大学、合肥微尺度物质科学国家研究中心等单位的近20名报告人分享了各自的最新研究成果及对生物大分子凝聚态研究的思考与建议。
生物大分子凝聚态理论与疾病干预专题研讨会合影
研讨会上专家学者就凝聚态生物大分子的研究现状和未来发展方向,从“生物大分子凝聚态动力学与单分子光谱分析”“生物大分子凝聚态化学代码与人工智能”“生物大分子凝聚态调控与化学小分子探针”“生物大分子凝聚态模拟与统计物理化学”和“生物大分子凝聚态异常与疾病干预策略”五个方向展开了激烈的讨论。中国科学院物理研究所翁宇翔研究员,中国科大项晟祺教授、黄成栋教授、刘海燕教授、刘行教授、阮科教授、刘丹教授和侯中怀教授,中国科学院生物物理研究所的娄继忠研究员(线上),中国科学院分子细胞卓越中心的陈洛南研究员(线上),华中科学技术大学的薛宇教授,北京大学张传茂教授,复旦大学温文玉教授(线上),清华大学李丕龙教授,中山大学刘泽先教授以及东南大学林承棋教授分别介绍了各自的研究成果,并对相关领域的研究现状和未来发展方向发表看法。参与讨论的专家学者还有东南大学谢维教授,中国科学院生物物理研究所龙勉研究员,中国科大臧建业教授、许超教授、符传孩教授、杨振业教授、王志凯研究员等。
中国学技术大学科研部查正军部长、姚雪彪教授欢迎到访专家
中国科学院院士、中国科大教授施蕴渝教授从Hyman课题祖对P颗粒研究为起始的细胞核区室化为例,分享了无膜细胞器研究的复兴与未来发展前景。她强调活细胞原位光学成像与生物大分子核磁谱学研究方法学发展在无膜细胞器研究中的重要性。目前的研究方法和理论大多沿用高分子物理学上的相分离相变理论,生物大分子相分离相变其内在的特性,她强调新的研究方法的发展和新的理论的建立尤为重要,并提议基金委交叉科学部在相关方向予以关注与支持。鉴于无膜细胞器可塑性变更是细胞与器官功能衰退与紊乱的早期表征,对生物大分子凝聚态理论的系统研究将有利于我们系统理解与早期干预细胞的衰老进程、为细胞与器官赋能提供新思路。
专题学术报告后,专家们就人类细胞无膜细胞器谱系计划、人类蛋白质组分离特征图谱计划、 AI驱动的无序结构规律解码、合成生物学构筑数字化智能无膜细胞器、多组分复杂体系相分离研究方法与特性表征以及生物大分子凝聚态研究数据标准化提出了一系列可行的建议。
会议报告专家展示研究成果及专家讨论点评
杜全生处长对平衡长模型在生物大分子凝聚态研究中的局限性提出了思考,并针对生物大分子凝聚态研究数据标准化与共享给出了相关建议。
陈拥军主任作总结发言,他指出交叉科学部高度关注超出现有框架的突破性研究理论与方法,而不是简单借用其他学科的研究工具或方法。“凝聚态与相分离”概念在物理、化学与生命科学研究中的切入点不同,相关研究要揭示其在生命活动中的最基本特征与内在驱动机制,重点关注生物大分子的动态非平衡问题,并以此为突破口发展生物大分子凝聚态理论。
生物大分子凝聚态理论与疾病干预专题研讨会现场
中国科大包信和校长、合肥微尺度物质科学国家研究中心罗毅主任到会欢迎国家自然科学基金委员会交叉科学部领导与来访嘉宾,并进行了亲切交流。
本次专项研讨会秘书组由细胞动力学教育部重点实验室刘行教授、符传孩教授、许超教授与高新娇副研究员组成。
(细胞动力学教育部重点实验室、合肥微尺度物质科学国家中心、科研部)