用化学手段研究生命体系

本报记者：王春



实习生：张祎凡



主任：马大为



时间：2009年1月6日



地点：中科院上海有机化学研究所生命有机化学国家重点实验室  



　　记者：实验室在近20年的发展中取得了很多成果，尤其是近五年发展很快，请介绍一下学科和实验室的总体情况。  



　　马大为：生命有机化学国家重点实验室自1992年正式开放运行以来，经过探索、建设和发展，确立了“基于有机小分子的化学生物学研究”的学科方向。目前化学生物学领域的一个重要内容是从天然化合物和化学合成的一些“类药”分子中发现对生物体的生理过程具有选择性调控作用的小分子，并以这些生物活性小分子作为探针或研究工具，研究它们与生物靶分子之间的相互识别和信息传递机理。  



　　简要的说，我们实验室集成现代有机合成、生物合成、结构分析、物理有机化学、分子生物学、细胞生物学和分子药理学等技术手段，研究探索具有重要生物活性的有机小分子，并研究其与生物大分子之间的相互作用，促进对生物大分子的功能的了解，以阐明生命过程中的信息传递、分子识别的机制。而且，研究过程中涉及的一些小分子调节剂，可以成为药物研究的先导化合物，我们在这个基础上与其他单位合作进行新药研发工作。实验室另外一个研究方向是发展有机合成和生物合成的新方法，推动化学和生物学之间的学科交叉。  



　　记者：近些年有哪些研究方向？  



　　马大为：这里我大致罗列为五个方向。包括了：重要生物活性天然产物的化学生物学研究；生命体系小分子调节剂的研究；有机小分子与生物大分子相互作用的结构生物学研究；生物催化和生物转化研究；有机合成的方法学研究等等。这些研究方向都很有理论意义和实用价值。比如说，天然产物一直是寻找生物活性物质和实用药物的源泉。近年来许多具有显著生理活性、结构新颖的天然化合物被不断发现。由于大部分化合物在天然界的含量有限以及分离纯化的困难，使人们难以得到一定量的化合物进行较为深入的生理和药理活性研究。因此，对于具有显著生理活性的复杂天然产物进行以全合成为起点的化学生物学研究就显得十分重要。  



　　记者：目前实验室的总体实力在世界范围内处于什么样的水平？  



　　马大为：在过去5年里，生命有机国家重点实验室在科技部、国家自然科学基金委员会、中国科学院、上海市科委以及依托单位上海有机化学研究所的大力支持下，经过全体科研人员的努力，做出了一些在国际上有一定影响的成绩。共发表论文400余篇，其中在Acc.Chem.Res.,PNAS,Angew.Chem.Int.Ed.,J.Am.Chem.Soc.等影响因子大于6的杂志上发表论文30余篇，在影响因子为3到6之间的杂志上发表了近百篇论文，实验室在如下5个方面取得了阶段性成果：1.具有抗癌、抗炎和抗疟活性的复杂天然产物的合成，结构—活性关系及作用机制研究；2.一些生命体系小分子调节剂的发现和作用机制研究；3.有机合成新反应和新方法的研究以及它们在复杂生物活性分子合成中的应用；4.天然产物的生物合成与生物转化；5.一些生物大分子的结构和模拟研究。  



　　在某些研究点上，我们是世界领先的，例如一些具有抗癌、抗炎和抗疟等生物活性的复杂天然产物的首次全合成的工作和一些合成方法学方面的研究工作。这些工作也得到了各方面的肯定。例如，我们主持的“一些氨基酸衍生物的反应、合成及性质研究”项目获得2007年国家自然科学二等奖。  



　　记者：这些深入的研究，对现实的生产和生活能带来哪些具体的改变呢？管理运行上有何特点？  



　　马大为：在过去的几年里，实验室许多成果和工作进展，除了可以提高我国在化学生物学、合成化学、天然产物化学等方面的研究水平以外，有一些“副产品”，可以为我国的生物医药产业提供帮助。例如我们发现的一些新药先导化合物有的已经到了临床研究阶段，我们发展的一些临床药物的先进生产工艺正在企业推广应用。未来五年，实验室计划平均每年完成1—2个具有相当复杂性，有一定国际影响的具有重要生理活性的天然产物的全合成工作，发现一些有重要国际影响的生命过程的小分子调节剂，同时发展一批先进的化学和生物转化方法研究，并研究其在药物制造中的应用。  



　　在管理运行上，我们借鉴了美国主要大学和科研机构的科研组织运行模式，以课题组为基本运行和独立核算单位，实行课题组长负责制。课题组长对本课题组内的人员有自主聘任权，在单位制度的指导下管理科研经费。对科研人员实行岗位责任制，年终评估，实施“有限程度”的绩效挂钩，一方面为了调动科研人员科技创新的积极性，另一方面也照顾到科研活动的基本规律，这些措施使最近几年科技论文的数量和质量均有较大幅度的提高。  



　　总之，我们希望创造一个和谐宽松而又富于竞争的科研环境，发挥科研人员能动性和创新力，目前来看，我们实验室的氛围还是很有朝气的。  



　　记者：人才在科研中的重要性毋庸置疑，请谈谈实验室的“人才战略”是如何部署的？  



　　马大为：1994年，我从美国回到有机所工作，并入选中国科学院的首批“百人计划”。当时，我们实验室成立的时间不长，整体上还处于起步阶段，科研条件和国外领先水平存在一定的差距，国内科学界青黄不接的情况严重，这个研究领域的后备人才需求也很大。近几年，随着国内外环境变化，越来越多的海外人才愿意回国，使我们有条件选择水平更高一些的年轻人才进入我们的队伍。  



　　我们开展的人才计划主要是三方面，一是研究生的培养，二是引进高水平的研究人员，三是展开学术交流互访，“请进来，走出去”。  



　　研究生第一年进行统一的基础课学习和基础实验操作技能的培训，考试合格才能进入课题组；硕士阶段每学期一次大班Semi鄄nar，培养学生的口头表达能力、开拓学生的视野、学习别人在科研任务中的创新点；转博答辩通过后进入博士阶段学习，依托单位以Cum考试的形式进行学生能力测试，通过四次并完成博士答辩才可拿到学位。还是比较严格的，这些年也培养出不少优秀的人才，为有机所带来新鲜血液。  



　　近些年，我们通过中国科学院“百人计划”，引进了刘文、唐功利、王任小、周佳海和曹春阳5位从事生物催化、分子生物学和结构生物学等方面研究的人才建立新的课题组，通过中国科学院“海外知名学者创新团队”计划，引进了哈佛大学医学院袁钧瑛教授等六位从事分子生物学、细胞生物学和分子药理学研究的人才参与实验室的化学生物学研究工作，建立了化学生物学研究所需的细胞和分子生物学研究平台。此外，在一般研究人员的引进方面，也注意了学科的相互交叉，以适应实验室发展的需要。  



　　我们实验室每年举办各种定期或不定期的学术交流活动；并且与国内外本领域具有影响的科学家建立稳定的业务联系；建立访问学者制度，增加开放课题数量；设立青年人才创新基金。这些举措在很大程度上提高了重点实验室的学术水平。  



　　我们下一步的人才工作重点是引进从事分子药理学和细胞生物学研究的高级人才2—3人，从事有机合成和药物化学的高级人才2—3人。进一步凝练研究方向，形成一个多学科交叉、专业互补、研究领域聚焦的研究群体，在化学生物学这个新兴的研究领域作出更大的成绩。  



　　■核心提示  



　　1835年世界上首次人工合成尿素的著名德国化学家维勒在一封给他老师———瑞典化学大师贝采利乌斯的信中说：有机化学当前足以使人发狂，它给人的印象好像是充满最神奇事物的原始热带森林……使人非常害怕进去。  



　　一百多年过去，迷雾早已散去，人类在有机化学领域取得了许多成就。同时，有机化学也渗透到了其他学科。其中化学生物学作为一门后基因组时代的新兴交叉学科，就是要利用化学手段来了解生物大分子的功能，在分子水平上深入研究生命体系的过程和调控。中国科学院上海有机化学研究所生命有机化学国家重点实验室在化学生物学领域成果喜人，我们带着敬佩与兴奋，拜访了实验室主任马大为研究员。  



　　橱窗里陈列着大大小小的奖杯奖状和各种书籍，手边盖着一本翻得颇为陈旧的Longman英文字典，马博士暂时停下手头的工作，与我们畅谈。