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科学进步的灯塔: 李嘉诚生物医学和健康科学中心

已有 2018 次阅读 2020-10-29 11:14 |个人分类:科研机构|系统分类:海外观察

 

     科学进步的灯塔: 李嘉诚生物医学和健康科学中心     

自从杜德纳荣获诺贝化学奖的消息一出来,顺带使得李嘉诚生物医学和健康科学中心进入大众视野。媒体争相称赞李嘉诚当年投资的眼光。2011年李嘉诚基金会捐款4000万美元兴建“加州大学伯克利分校李嘉诚生物医学和健康科学中心”;2014年,李嘉诚基金会捐资 1000 万美元,支持加州大学伯克利分校和加州大学旧金山分校的基因组学创新计划(Innovative Genomics Initiative, IGI),杜德纳是IGI的行政总监、李嘉诚生物医学和健康科学中心的讲座教授。

儿子博士后的实验室坐落在伯克利加州大学Li Ka Shing Center中,我们去过这个位于三楼的实验室。当时没有在意这个大楼,后来发现这是不同寻常的大楼。

Li Ka Shing Center全称应该是Li Ka Shing Center for Biomedical and Health Sciences,UC Berkeley(加州大学伯克利分校李嘉诚生物医学和健康科学中心,简称李嘉诚中心)。鉴于加州大学伯克利分校在生物医学研究领域的世界主导地位,2005年6月,香港著名慈善家李嘉诚通过其基金会捐赠四千万美元,帮助该校设立生物医学及健康研究中心,早日攻克人类疾病的难题。李嘉诚中心总造价为一亿六千万美元,其余资金来自私人捐款和政府基金。李嘉诚中心在2011年10月21日正式落成,取代原先使用了五十二年之久的沃伦大楼,沃伦楼在2006年初爆破拆除。加州大学伯克利分校以李嘉诚的名字来命名大楼,以志其慷慨善行,并促进大学在生物医学和健康科学的研究发展。

新落成的二十万平方英尺大楼,已成为校园内的跨学科研究基地,除研究病征外,更探讨如何防范如癌症、老年痴呆症、爱滋病、肺结核等疾病的致病根源。整座中心由数幢研究与教学大楼合拢四边组成,可容纳四百五十名研究人员,并有以下特点:灵活的开放式实验室,给不同的研究员共同使用,促进彼此合作;专业设施包括先进技术仪器,专门分隔和处理病毒和干细胞的区域等;教学的配套包括实验室、会议室和一个大型演讲厅;教职员办公室和学生活动室;脑造影中心、伯克利干细胞中心和处理新型或被忽略疾病的中心;以及节省能源的可持续发展的环保设计。研究中心首任主管是钱泽南教授。

李嘉诚(Li Ka-shing)应该不是粤语或者韦氏拼音,而是李嘉诚根据自己名字和谐音起名而来的),1928年7月29日出生于广东潮州书香世家。1939年,日本侵略潮州,全家迁往香港避难。1943年父亲去世,年仅14岁便辍学打工养家,从打杂、上门推销做到总经理。1950年,用多年积存的工资创办长江塑胶厂。1958年,开始投资地产市场。1979年,收购老牌英资商行——“和记黄埔”22.4%的股权。2018年5月10日,正式退休。发财后的李嘉诚,承诺个人捐资60亿港元,目前已捐助50多亿元。

钱泽南(RobertTjian),美国著名生物化学家,为美国霍华德·休斯医学研究所(Howard Hughes Medical Institute)现任主席,任期自2009年4月1日始。1949年生于香港,祖籍浙江绍兴。父亲钱子宁,实业家,前中原造纸厂创办人、厂长,系吴越王钱镠三十二世孙,与我国科学泰斗钱学森和2008年诺贝尔化学奖得主钱永健同为一个祖先。科学界将其与钱永健以及神经生物学家钱永佑并称为“加州钱氏三杰”。1971年,钱泽南获得美国加州大学伯克利分校文学士学位。1976年,获得哈佛大学哲学博士学位。之后,在长岛的冷泉港分子生物学实验室博士后研究三年。1979年,到伯克利分校生物化学助理教授任职。现任伯克利分校生物化学及分子生物学教授,兼加州大学旧金山分校生物化学及分子生物学教授,兼美国霍华德·休斯医学研究所研究员。钱泽南在伯克利执教仅30年,在破解人类基因组方面有开创性的贡献,他在真核基因转录装置的结构和功能上的研究也著称于世。

该中心落成时,以研究方向和研究项目为衡量标准,经过评审最后邀请了十四位教授到新大楼继续他们的研究。他们是:

(1)从事癌症生物学研究的三位教授

Michael R. Botchan是分子与细胞生物学系讲座教授、生物科学部主任,美国科学院院士、霍华德休斯医学研究所(HHMI)医疗顾问委员会主席。Botchan 教授的实验室正在通過果蝇染色体来研究DNA复制的机制,通过研究乳突病毒的DNA来了解染色体的作用原理,研究真核細胞中DNA复制启动的机制与调节以及与之並行的細胞周期。通過研究果蠅染色体和乳突病毒的DNA,Botchan教授想要加深染色体不稳定性的成因的了解。染色体的不穩定性会造成DNA顺坏,从而可能使一些人患上癌症。

Michael Rape 是细胞与发育生物学教授,癌症生物学讲座教授,霍华德·休斯医学研究所的研究员。儿子博士后的导师。在德国拜罗伊特学习生物化学,并在Stefan Jentsch实验室的德国Martinsried的MPI获得博士学位。在Marc Kirschner实验室进行博士后研究后,他2006年秋季在伯克利分校设立了自己的实验室。Michael Rape的實驗室正在寻找癌细胞分裂和存活所必須的酶,来作为化疗的对象。以此为目的,他主要关注一类基因系統。在這些基因系統中比較容易找出对癌細胞至关重要却在正常細胞中无足轻重的反应。干涉前述的通路被认为只会消减癌細胞。与此同時,他們也在开发一种小分子屏障方法来寻找会打断細胞通路从而杀死癌細胞的分子。Rape實驗室也关注蛋白退化所必須的酶,這种通路在肿瘤的生成中常被誤調节。2011年,Rape实验室成功找到了新的一些癌細胞扩散所需要的酶,并且最先分离出了会引起癌細胞蛋白退化的小分子。也在2011年,Michael Rape与伯克利加州大學的John Kuriyan以及旧金山加州大學的James Wells成立了Kura公司。癌細胞生長需要一类特定的蛋白质,而Kura公司就致力于寻找能够造成这类蛋白分解的小分子,并从此发现新式的化疗方法。已经通过大規模的选样排除发現了一种小分子,証实了這种方法的可行性。Kura从伯克利的一个小規模項目开始,逐漸壮大。

Lin He(何琳)是分子与细胞生物学副教授。1992年北京师大附中毕业后,保送入清华大学生物科学与技术系学。1997年在清华大学获得学士学位,2003年在斯坦福大学医学院取得博士学位,后进入纽约冷泉港实验室开展博士后研究工作。2008年加入加州大学伯克利分校。何琳博士是世界上最先发现miRNA在肿瘤形成中重要功能的学者之一。2008年何琳成为修雅尔学者(Searle Scholar)。2009年获得了美国麦克阿瑟基金会“天才奖”,成为了继哈佛大学庄小威和加州大学陈路之后第三位获得这一奖项的华人女科学家。2016年入选霍华德休斯医学研究所(HHMI)、西蒙斯基金会和盖茨基金会联合公布其首届早期学者奖(Faculty Scholars)奖。何琳的研究对象是一类小分子RNA。這些RNA与被专写进蛋白的信使RNA不同。這些微RNA依附在信使RNA上調节蛋白生成的量。虽然微RNA在1993年就被发現了,但是直到2000年,在哺乳動物身上作用的蛋白量調節层面才被了解。現在,微RNA已经被认定是和成長与多种疾病相关。何琳实验室正在积极了解微RNA在多种癌症中所起的作用,以期发現治疗癌症的新方法。

(2)从事传染病研究的四位教授

传染病研究的研究人員正在着力开拓新途径著力,从流行病學和分子学两个层面了解疾病如何產生扩散。流行病学教授Eva Harris和 Lee Riley以研討发展中国家的疾病传播为重点,拓展了傳染病和发病机理发病的研究。

Eva Harris是公共卫生学院传染病学系教授和全球公共卫生中心主任。她开发了一种多学科方法来研究登革热、寨卡病毒和基孔肯雅热(人类中最普遍的蚊媒病毒性疾病)的分子病毒学,发病机制,免疫学,流行病学,诊断,临床方面和控制。一个主要的重点是研究人类的虫媒病毒疾病,另一个重点是病毒的发病机制。她的国际工作重点是通过与卫生部的密切合作,在拉丁美洲的流行国家,特别是尼加拉瓜,对登革热、基孔肯雅热、寨卡和流行性感冒进行实验室和流行病学研究。1997年,她获得了麦克阿瑟天才奖,以表彰其在过去十年中制定的旨在增强发展中国家应对公共卫生和传染病问题的科学能力的计划的工作。这使她在1998年成立了一个非营利组织可持续发展科学研究所(SSI; www.sustainablesciences.org),并在旧金山和尼加拉瓜设有办事处,以继续并在全球范围内开展这项工作。

Lee Riley实验室主要有三個研究領域:肺結核患病的基本生物学原理;抗药性的基因學和抗药性感染的分子流行病学;发展中国家市区貧民窟的传染病。當前,他实验室正在研制一种治疗肺結核的新藥,還有對抗具有抗药性的細菌感染的疫苗。Riley實驗室研发的工具和方法在巴西和印度的研究點被用来測算传染病在這些区域的严重程度。所以,Riley的研究項目很重視把基本生物学研究与实地研究結合起来,来应对疫区遍及全世界的传染病。Riley研制的一种疫苗在白鼠身上測試有效。這種疫苗可以抵抗潜伏中的和治疗不足的肺結核。他实验室正在寻找方法把這种疫苗应用在人类身上,使处于潜伏期的患者不发病。由于全世界三分之一的人口都感染有肺結核菌但处于潜伏期,這种疫苗会对这种对极具破坏性的疾病的控制作出巨大的贡献。

分子病毒学和微生物学教授Brit Glaunsinger和生物化学和分子生物学教授Qiang Zhou着眼于基因表达过程,研究病毒行为。 

Britt Glaunsinger是分子与细胞生物学系、植物与微生物生物学系教授,2015年新入选为霍华德·休斯医学研究所研究员。她主要探讨了病毒如何与受感染的细胞进行交互,以及它们如何劫持自己的细胞机制。对疱疹病毒如何塑造其宿主细胞的基因表达环境特别感兴趣,主要研究伽玛疱疹病毒,包括卡波西氏肉瘤相关的疱疹病毒,这是与艾滋病相关的癌症的主要原因。这些研究将增进对病毒-宿主相互作用的理解,并提供对人类细胞中基因表达途径通常是如何调控的见解。

Qiang Zhou(周强)是分子与细胞生物学系教授,研究专长和兴趣在HIV基因表达的生化、转录延伸,、Tat激活、转录延伸阶段、 HIV复制、抗HIV治疗等。1986年毕业于中国科技大学,获得生物学学士学位;1992年 在加州大学洛山矶分校获得分子生物学博士学位;1993-1996年 在麻省理工大学做博士后研究;1997-2002年 任加州大学柏克利分校分子与细胞生物学系助理教授,2002-2007年任副教授,2007年起任教授。2006年受聘为厦门大学闽江学者讲座教授,2011年起任厦门大学药学院教授。

(3)神經退化疾病研究的两位教授

Mu Ming Poo(蒲慕明)是讲座教授,致力于了解细胞和分子机制如何作用于神经細胞树突和軸突的生成和维持,神经元的可塑性与生成,及神经迴路活动依賴的改變 。他研究神经活动如何影响神经迴路,以及這些机制与学习和成癮等行为模式間的关联。已是美国家科學院的院士蒲慕明,在2011被选为中国科学院外籍院士。蒲慕明每年大約有四分之一的時間在上海指导神经科學所的工作。他在中國神经研究所的研究刊載在2011年8月4日的《自然》的专題文章中。2012年后离开伯克利,恢复中国国籍,全职来到中国。

Yang Dan(丹杨)是细胞与发育生物学教授,霍华德·休斯医学研究所研究员,主要研究哺乳动物的大脑如何处理视觉信息,以及视觉体验生成神经迴路的方法。她的实验室主要关注两个研究方向:睡眠/苏醒的神經調解机制,以及參与短期记忆与注意力控制等高級认知功能的前額叶神经迴路。两個方向与包括失眠、抑郁、分裂症等一系列的精神紊乱都有密切关系。丹杨实验室越来越多地使用分子技术來标的和操控大脑中特定的神经元。这些分子技术沒有李嘉誠中心的高級设备和合作潜能是无法实现的。丹杨实验室采用计算分析与與實驗研究相結合的跨學科方法。Dan和同事Ehud Isacoff和Richard Kramer,以及验光學的John Flannery合作,研究如何创造光敏的离子通道來为视觉网膜病变或者退化的患者恢复視力。

(4)从事干细胞研究的四位教授

Robert Tjian,David Schaffer,Randy Schekman,以及Daniela Kaufer 是在中心的干細胞研究區設立了实验室的核心研究人員。总括地讲,他們的研究通过干细胞工程与基因治疗学來研究生物医学問題。

Robert Tjian(钱泽南)主要研究能够促使基因启动或停止的生化通道。2011年,钱泽南發現了一种能够修复DNA,使干细胞具有多能性(即分化成為各种组织的能力)的蛋白合成物。钱泽南的目标是深入了解多能性的分子基础。他的研究具有促進对能够在临床应用的胚胎干细胞功能的开发。

Randy Shekman (兰迪·谢克曼)是分子与细胞生物学系教授,霍华德休斯医学研究所研究员,本科就读于加州大学洛杉矶分校,1974年获得斯坦福大学博士学位,导师是著名的阿瑟·科恩伯格教授(1959年获得诺贝尔奖)。1976年入职伯克利1992年,当选美国国家科学院院士。曾任《美国国家科学院院刊》主编,2011年起任eLife主编。2013年因在细胞膜泡运输方面开创性的工作与其他两位学者分享了诺贝尔生理学或医学奖。谢克曼主要檢視膜泡運輸的分子机制与人类疾病和生長的关系关系。膜泡运輸是指真核細胞中蛋白質通過分泌通道移动的現象。通过研究酵母菌而得出的定理已經被应用于威爾遜氏病等蛋白传輸疾病的研究中。谢克曼在与在李嘉誠中心癌症研究區設有实验室的Michael Rape合作,研究酶泛素和蛋白分泌之間的关系。

David Schaffer是生物工程系、化学工程系、分子与细胞生物学系教授,干細胞研究中心的負責人。他把分子和细胞工程的技术应用于檢視干细胞工程和基因治疗学中的生物医学問題。Shaffer发現了一种把人的干細胞转化诶神经细胞的方法。这一发現对脑退化症的治疗和分析都具有重大意义。

Daniela Kaufer是海伦威尔斯神经科学研究所综合生物学教授。她的研究焦点是在神经困境所帶来的壓力之下大脑的可塑性表面下发生的分子事件。她想要建立明显的生理变化与分子与細胞之間的联系,尤其是海馬趾干細胞的生長與行为,对我們了解干細胞生物学与創伤后心理压力綜合症、忧郁症、焦虑症等情感疾病所带来的情感记忆紊乱之間的关心有相当的帮助。

   (5)跨学科研究教授

Lior Pachter跨學科研究在李嘉誠中心的四個研究領域里可能都会有貢獻。目前在数学系、分子细胞生物學系,以及电子工程与計算机科學系都担任教职的Pachter,意圖通过数学分析,創造出一種全面的方法来衡量在“生物数据待选区”中的生物医学与基因数据。設置這個“待选区”的目的是要促进分子生物學和計算生物學研究者們之間的合作。Pachter的研究焦點是比較基因組學的根本問題:已知基因的核苷酸的进化史和来源的測定。她的研究結合了基因組學中的祖先基因組的重构(原始基因組學)、基因机制模型的构筑(发育基因組學)、还有找出基因組各元素的功能(基因組功能研究或表現基因組學)等各個領域。在研究比較基因組學的算法和数学基础之外,他也作基因組方面的工作,并作大型計算分析。

吉娜现为伯克利加州大学物理系副教授,因研究领域与分子与细胞生物学系有学科交叉,所以,吉娜的实验室也设在李嘉诚生物医学与健康科学中心。吉娜的丈夫是2014年诺奖得主,就是那位与学姐庄小威因超分辨率荧光显微技术,角逐当年的化学奖。最后因吉娜丈夫最先提出原理并投稿日期在先获奖,庄小威与诺奖擦肩而过,但目前主要的超级显微镜基本上都是尼康公司根据庄小威转让的专利制造出来的。

还有就是今年的诺奖得主杜德纳,另有专文介绍,此处从略。

除以上十四位伯克利教授之外,从落成开始,李嘉誠生物医学与健康科学中心就致力为新聘教授提供空間。十分荣幸地在再生医学領域享有盛名的 Zhigang He 和 Andrew Dillin 两位教授接受了聘請,加入中心的研究工作。

Zhigang He(何志刚)曾在哈佛医学院与加州大學旧金山分校任职。他的早期研究在伤处神经重生阻礙方面贡献良多。在神经中枢中枢系統损伤之后如何重新“架桥”修复神经功能的很多新想法都是基于他的研究。与此同時,何志刚的研究也使他认识到只是创造一种所謂过于神经再生的环境是不够的。有某些因素导致中枢系統中的神经在发育時成長,到了成年期就停止再生。何志刚发现有一些分子像“开关”一样在控制着神经的生長。這一发現可以說是神经再生領域几十年未有的重大突破。何志刚研究志在拓展前面的发現,开发能誘使神经自身在損伤之后再生的药物。2011年12月,何志刚获得了加州再生医学研究院的560万美元的研究经費,条件是他接受伯克利的聘請。在接受伯克利的聘請之后,何志刚表示很有兴趣与Helen Wills神经科學研究院的研究者們,以及与中心的干細胞培養与組織工程的研究者們合作。后来,不知什么原因何志刚没有正式入职。但是他已经与Helen Wills 神經科學研究院的伯克利研究中心有兩个合作項目。其中一個項目由干细胞研究中心主任、化學工程學家David Shaffer帶头。其他研究人員包括结构生物學家Daniela Kaufer和分子与細胞生物學家John Ngai。這個團隊正在寻找用細胞替換的方法治疗帕金森症与阿茲海默症的手段,也作何志刚的脊柱康复方面的研究。与此同時何志刚也在与开展再生神经生物學家蒲慕明以及生物工程学家Song Li合作,探索用納米技术創造能使被隔断的神经再生的新材料,以推进神经科學的进步。

Andrew  Dillin主要研究衰老和神经退化,這些研究对于阿茲海默症、亨廷頓舞蹈症、还有帕金森氏症的治疗有重要意义。Dillin博士的研究並不是要找一种让人永保青春的生物學方法,而是改变人衰老的過程,减缓或者防止這类疾病的發生。Dillin用秀丽隐隱桿线虫和家鼠研究蛋白质的动态平衡在衰老過程中或者神经退化疾病中的角色。Dillin博士意圖通過加強蛋白質的动态平衡来延長神经以及其他細胞的寿命。他计划与伯克利其他也在研究此現象的同事Michael Rape和Randy Sheckman合作,共同推进這項研究。

Dillin博士之前在 La Jolla的 Salk生物科學研究員的分子与细胞生物学实验室担任Glenn衰老研究中心主任,并曾在圣地亚哥加州大学的神经科学与生物学系担任教职。他自2008年開始就担任Howard Hughes醫學研究員,獲得了众多奖项,其中包括Vincent Cristafalo獎、Glenn基金會医学研究奖、Ellison医学基金会奖、Larry L. Hillblom年轻教授奖等等。他在伯克利获得分子与细胞生物学博士學位,研究中心期待他回到母校。

李嘉誠生物醫學與健康科學中心成立以后,伯克利作為生命科學領域的佼佼者的历史开始了新的一章。得以建造的先进设施已成為该校資深与年轻学者的研究基地,也为伯克利的研究者寻找各种严重疾病新疗法的科学研究提供了不可缺的物质支持。這套外观秀雅,技術先進的設施大大增強了伯克利吸引新教授,募集捐贈、接待訪問學者,促進跨學科交流等的能力,也使得伯克利在作癌症生物學、传染病研究、神經退化疾病研究、干细胞研究研究者們得以在一個更高水平的环境中继续科研探索。李嘉誠中心称得上是科学进步的灯塔,給以治疗人类疾病,延長人类寿命,提高生活质量的为使命的研究者們提供各種條件。

 

 

 

 

 

 

本文主要取材于 LiKaShing Center for Biomedical and Heal th Sciences,ANNUAL  REPORT  MARCH 2012

 

 

 

 

 




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