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~~~“国之利器”担当“国家使命”
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2016年10月13日 星期四 出版 刊例 | 媒体介绍 | 项目推介 | 联系我们 上一期  下一期
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上海设施助力中国科学家“领跑”
“国之利器”担当“国家使命”
上海设施是继上海光源后第二个落户浦东张江的国家重大科技基础设施。 □本报资料图
利用上海设施先进的设备,中国科学家的研发也迎来“加速跑”。 □本报记者朱泉春/摄
  著名病毒学家、中科院院士、中国疾病预防控制中心副主任高福说,如果没有国家蛋白质科学研究(上海)设施,虽然有些关于最新疾病的问题能回答,但反应速度不会这么快。而如今,利用上海设施,对最新H5N6亚型高致病性禽流感的探究,他们团队已处于国际第一梯队。

  “对于一个实验室而言,不可能同时拥有这么多昂贵的设备,因此必须寻找不同渠道来最终完成实验。而上海设施把众多一流蛋白质科研设备汇聚到一个院子里,这使得科研周期大大缩短,为中国科学家争抢第一赢得了时间。”高福说。

  ■本报记者  杨珍莹  浦东报道

  日前,国家蛋白质科学研究(上海)设施(下称“上海设施”)第一届全国学术用户大会在上海浦东举行。此次会议是上海设施开放运行以来首次面向全国举办用户大会。记者从会上了解到,自2014年5月开放试运行以来,截至2016年8月,上海设施已累计运行超过18.5万小时。设施用户、设施科研团队、设施技术团队依托该设施均取得一系列重要成果。

  集百家“兵器”用全能手段

  从原子层面看清蛋白质结构,需要多种先进实验设备,以往,这些高端的设备仪器分散在各个角落。

  中国科学院院士、中国科学院上海生命科学研究院院长李林说:“上海设施作为当今全球生命科学领域第一家综合性的大科学装置,集先进科学装置和大型设备之大成,如同集百家兵器,用全能手段,所以称之为‘探索生命奥秘的国之利器’。”

  上海设施是继上海光源后第二个落户浦东张江的国家重大科技基础设施,总投资7.56亿元,主体位于张江高科技园区海科路,总建筑面积3.3万平方米。目前,已拥有用于蛋白质结构研究的9大技术系统,即规模化蛋白质制备系统、蛋白质晶体结构分析系统、蛋白质核磁共振分析系统、集成化电镜分析系统、蛋白质动态分析系统、质谱分析系统、复合激光显微镜系统、分子影像系统和数据库与计算分析系统。其中蛋白质晶体结构分析系统与蛋白质动态分析系统,依托“上海光源”建设了蛋白质结构分析的“五线六站”。

  从第一届全国学术用户大会传出的最新统计数据显示:作为国家级的创新基地,上海设施已吸引包括中科院兄弟院所、国内高等院校、国际医药企业等各界200多家单位,以及来自美国、法国等欧美各地的3500多人次的优秀科学家,依托设施进行1300多项重大前沿研发创新课题的研究。

  北京生命科学研究所学术副所长、中科院院士邵峰的课题组每年都要到上海设施来好几次,“自从有了上海光源和上海设施,中国学者不必远赴海外实验,对国内生命科学的研究推动很大。”

  利用“国之利器”,中国科学家的研发正“加速跑”:比如清华大学施一公研究组与上海设施黄超兰团队合作,首次解析了酵母剪接体分子机制,被公认为破解了生命科学领域的一道难题;中国疾病预防控制中心高福团队阐释了一种新的埃博拉病毒膜融合激发机制,这与之前病毒学家熟知的四种机制大为不同,成为近年来国际病毒学领域的一大突破。

  用利器“研磨”创新“血液”

  国家蛋白质科学中心·上海(筹)主任雷鸣放弃美国密歇根大学的终身教职,成为国家“千人计划”特聘专家,来到上海设施。清华大学物理系出身的他,对蛋白质“生产线”投入了巨大的精力。

  记者了解到,国内首套将软件控制、硬件设备和生物应用进行整合的规模化蛋白质制备系统已在上海设施内诞生,通过关键技术自主创新、设备自主研制、系统优化等举措,实现了蛋白质制备全流程的高度集成和流水线作业,居于国际领先水平。

  此外,上海设施还在国内首次成功研制级联双插入件光束线,自主研制了级联前端区关键设备、红外引出镜等光学部件。蛋白质微晶体光束线采用了创新的束线光学设计,实现了微聚焦光斑尺寸的灵活调节。微聚焦和复合物两条晶体学线站在国内首次实现无快门数据收集和数据处理、结构测定自动化,提高了线站的使用效率。建成了国内首条基于同步辐射三代光源的小角X射线散射和红外生物专用线站,小角线站配备了自动样品装置、无散射狭缝以及数据自动分析处理程序包,实现了自动上样、数据采集和结果输出。各光束线的技术指标与总体性能均达到了国际同类线站的先进水平。

  针对核磁系统,成功开发了基于分子片段重组的蛋白质结构解析新方法;针对质谱分析系统,成功开发了非变性方法,可鉴定分子量为700kDa的蛋白质复合物;针对电镜系统,实现了无结晶状态下对生物大分子样品的近原子分辨率观察和结构重建,达到国际领先水平。

  一系列的“创举”,让“默默”坐落在张江的上海设施,吸引了一批国际巨头企业,GE医疗、诺华、维亚生物、药明康德等跨国企业研发中心前来“求教”,已协助他们在单抗体、转化医学等新药研发和大健康创新上取得突飞猛进的成果。

  未来将成世界级科学中心

  2014年11月,上海设施和上海光源的“中科院上海大科学中心”作为首批试点“大科学中心”正式启动筹建,上海大科学中心致力于建设开放共享的公共大型科技创新平台,规划和布局大科学装置和设施的长远发展等,成为我国科学创新基地、技术创新基地和人才聚集高地,成为具有全球影响力和世界一流水平的大科学中心。

  上海设施同步组织建设国家蛋白质科学中心·上海(下称“蛋白质中心”),负责设施运行管理。蛋白质中心依托中科院上海生科院,委托生化与细胞所实施管理,开展科学研究和国内外交流,力争在5-10年的时间逐步建设成为一个国际一流的蛋白质科学研究中心。

  自主创新的底气来自人才。据悉,蛋白质中心人才团队在上海设施建设启动时也同步组建。目前蛋白质中心已经到位学术带头人16名,其中包括中组部“千人计划”3人(含千人计划B类1人),国家“杰出青年”科学基金的资助3人,中组部“青年千人计划”5人,中科院“百人计划”或“引进杰出技术人才”6人。中心学术带头人作为首席科学家共承担国家科技部重大科学研究计划3项,科研团队承担中科院战略性先导(B类)专项“生物超大分子复合体结构、功能与调控”近三分之一研究任务。

  “上海设施已成为地处张江国家重大科技基础设施集群的重要组成部分,将同其它设施一起,在国家实验室、张江综合性国家科学中心和张江科学城的建设中,产生聚集效应,成为中国自主创新的源泉、全球创新网络的关键节点,探索上海有全球影响力的科创中心建设的新模式。”雷鸣表示。

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