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2024年,iCANX推出X-Doctor专栏,聚焦iCANX上独辟蹊径用科技创新改变世界的科学家和他们的科学发现,每期揭秘一位科学家和他/她的探索之路,独家报道、干货满满。欢迎大家一同感受科学的魅力,见证这些创新的力量。
第18期,X-Doctor将带你走近北京大学黄岩谊教授,感受一下他在生命科学和医学研究的创新之旅。
在北京大学,有一位扎根于生命分析化学的科学家——黄岩谊教授,他的研究领域横跨单细胞分析化学、微流控技术、高通量基因组测序技术等多个前沿阵地,不断开拓着生命科学的新疆界。
黄岩谊教授的课题组正致力于开发一系列革命性的新技术,这些技术将为生命科学和医学研究带来前所未有的突破。在微量样品多组学技术、微流控技术高通量基因测序技术及类器官培养技术等领域,他们的成就已经引起了学术界和工业界的广泛关注。
他们的研究就像是一场跨学科的科技交响乐,将生物技术、生物物理、信息科学、分析化学等多个领域的技术进步巧妙融合,共同奏响了对复杂生物体系进行定量和高通量测量的华美乐章。
黄岩谊教授并共发表SCI论文200余篇,他还申请了国内外专利40余项,授权17项,卓越成就不仅在学术界获得了广泛认可,更赢得了一系列荣誉和奖励的肯定。国家自然科学基金委优秀青年基金、国家杰出青年基金、教育部新世纪优秀人才奖、霍英东青年教师基金……这些荣誉,是对他科研和教育贡献的最好证明。
探索生命奥秘的科学先锋
想象一下,在一个微小到肉眼几乎看不见的舞台上,进行着一场场精密的生物化学反应。微流控技术正是这样的“微观魔法”,它使用比头发丝还要细小的管道,操控着微小的液体,进行着分散、混合、分离等一系列操作。这项技术的独特之处在于,它能够在微小尺度下利用流体的独特性质,比如层流,来实现精准的生物实验。
单细胞分析化学则是这场寻宝之旅中的“侦探”,专注于单个细胞内的信号传递和代谢过程,揭示细胞内部的化学秘密。黄岩谊团队在这一领域的工作,不仅开发了新型的生命分析化学仪器,还通过大规模集成微流控芯片技术,深入探索了生命科学的关键问题。
黄岩谊团队的研究目标是开发出能够应用于生命科学和医学研究的新技术。他们的工作不仅限于理论研究,更延伸至实际应用,如微量样品多组学技术、类器官培养技术等,为生命科学的探索提供了一张张“宝藏图”。
黄岩谊团队在单细胞分析化学方面的具体研究成果,就像是一张张寻宝图上标注的宝藏位置:
与王建斌研究组合作,系统比较了液滴超高通量单细胞RNA测序系统,这项工作发表在《Molecular Cell》上。
开发了一系列高灵敏度和高鲁棒性的单细胞转录组分析方法和技术。
开发了一种用于单细胞测序的全基因组扩增新技术——乳液全基因组扩增(eWGA),该方法大幅度提高了扩增的均匀性和准确性。
发展了利用受激拉曼散射和瞬态吸收等非线性光学信号的显微技术,并在定量细胞成像中应用。
黄岩谊团队在单细胞分析化学领域的多方面贡献,包括单细胞RNA测序、空间单细胞测序技术、单细胞转录组分析方法和技术的发展,以及单细胞测序的全基因组扩增新技术的开发。
高通量基因测序技术
黄岩谊团队开发的ECC高通量基因组测序技术,是一项高效、快速的基因组分析方法。这项技术的核心在于能够同时并行地对大量DNA或RNA序列进行高精度的测序,并通过一种纠错编码方法将信息冗余带入测序化学反应,从而实现对基因组和转录组更加精细的分析。与传统的高通量测序技术(NGS)相比,这一方法可以提高数据的准确度。
在新冠疫情的研究中,黄岩谊团队同合作者一起,展现了其技术的强大实力。他们使用微量样品处理方法对110个病例和环境样本进行了高通量核酸测序,共获得了72条高质量的新冠病毒基因组序列。他们的技术不仅能够处理大量的样本,而且能够提供高质量的基因组序列信息,对于疾病诊断和疫情防控具有重要意义。
此外,黄岩谊团队还在测序化学与设备研发、单细胞测序技术应用与器件研发等方面取得了进展。最近他们开发的SPRINT-Seq技术,可以快速完成大视野下组织样本中的转录本亚细胞定位分析。
类器官培养技术
类器官培养技术是一项前沿的生物医学研究领域,它涉及到在实验室条件下模拟真实器官的结构和功能。黄岩谊教授的团队在这个领域取得了显著的成果,他们的工作就像是在显微镜下搭建一个个微型的“器官”,这些微型器官能够帮助科学家们更深入地了解生命过程和疾病机制。
黄岩谊教授的团队不仅对类器官培养技术进行了深入的研究,而且还参与了国家级的重点研发项目,比如“类器官集成培养及高通量表征芯片系统”的研究。这个项目的目标是提高类器官培养的效率和质量,让这些微型器官更加精准地模拟真实器官的功能,这对于疾病研究和药物开发具有重要意义。
在黄岩谊教授的带领下,北京大学的科研团队正站在生命科学的前沿,不断挑战极限,探索未知。他们的工作不仅提升了我们对生命复杂性的理解,更为未来的医学治疗和药物开发提供了强大的工具和理论基础。随着这些技术的进一步发展和应用,我们有理由相信,生命科学的未来将更加光明。
2021年6月25日,黄岩谊教授在iCANX带来《Sequencing trace amount of nucleic acids: from single cells to SARS-CoV-2 测序:从单细胞到新冠病毒》分享,可扫码回看。
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