讲座分享:“从神奇的生物学现象到有趣的科学探索” – 谢灿博士

十一月十八日下午,理工学院组织召开了以“从神奇的生物学现象到有趣的科学探索”为主题的生物讲座。理工学院诚邀了谢灿博士来跟同学们分享他在动物磁感应和生物导航领域研究的经历。

谢灿博士于中国科学院遗传与发育学研究所毕业并获得博士学位,并曾在哈佛大学医学院从事分子生物物理学和结构生物学研究。2009年至2019年在北京大学生命科学学院任教授并于2019年调入中国科学院强磁场科学中心任研究员至今,并且从2016年起兼任中国工程物理研究院北京计算科学中心兼职教授。谢灿博士在动物磁感应和生物导航领域做出了原创性的重大突破,是该领域在国际上的代表性和领军人物,在国际学术界有重要的影响力。

在讲座上,谢灿博士首先给同学们通过动物的长途迁移,狗的排便姿势受磁场影响等具体例子由浅入深的让同学们对于动物磁感应现象有一个初步的了解。动物如何感知地磁场并依赖于磁场信息进行迁徙和导航一直是自然科学中备受关注的基本科学问题和未解之谜。掌握动物感知磁场的机理对卫星导航和定位技术的提高有着非常大的帮助。谢灿博士先是给我们简单介绍了科学家们对生物磁感应的研究历史,接着,他给我们讲解了谢灿实验室对于动物磁感应和生物导航的研究。他们于2016年首次发现了动物磁感应受体蛋白MagR。结合MagR的生化与生物物理特性,以及该蛋白可以和蓝光受体蛋白(Cry)形成复合物,谢灿博士提出了动物感磁和迁徙导航的生物指南针学说。

这项工作揭示了动物对地磁场感知的科学原理,对生物学和物理学的诸多领域产生了巨大影响,在国际学术界被广泛认为“开辟了一个全新的领域”。,该项研究工作被评为“2015年度中国生命科学领域十大进展”。

在讲座的后半部分,谢灿博士以章鱼为例给同学们介绍了头足类动物动态变色。头足类动物(章鱼、墨鱼、鱿鱼)这些动物能够根据环境的变化瞬时调节体色、皮肤纹理和外貌特征,从而完美地融入环境 实现生物隐形。谢灿博士通过给同学们放视频的方式让同学们对头足类动物的变色反应有了更加直接的认识。那么头足类动物结构为什么会产生颜色的变化呢?谢灿课题组在2017 年首次发现并提出了头足类动物特有的Reflectin基因起源于共生细菌转座子的水平基因转移假说。其后,谢灿实验室用纯化的Reflectin 蛋白体外成功重构了头足纲动物可逆的动态结构色彩变化这一过程,阐释了蛋白质组装和动态变色的关系,修正了以往认为Reflectin 通过反射来产生颜色的错误观点,并提出了头足纲动物动态结构色彩变化的新的分子机理。

最后,谢灿博士跟同学们分享了他对于不同学科科学家的观点。生物学家观察发现问题并且提出问题,而物理学家解决问题。一个课题的研究离不开各个专业人士的合作。谢灿博士还解答了同学们的疑问,并且鼓励同学们多去思考,多去探索,科学是永无止尽的,现在还有许多的未解之谜等待同学们去探索。

 

文字丨金佳妮

图片 | 金佳妮

制作 | 尹赞翔

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