“90后”科學家於邱黎陽:在深圳締結(jié)科研碩果
個人簡介
於邱黎陽,是中國科學院深圳先進技術研究院(簡稱"深圳先進院")生物醫(yī)藥與技術研究所研究員、博士生導師,也是深圳市國家級領軍人才和市“鵬城優(yōu)才卡”持卡人,專注化學生物學和功能蛋白設計研究。近期他帶領團隊創(chuàng)新研發(fā),用于衰老生物標志物檢測的世界首臺桌面型NAD+檢測儀(NAD+ Analyzer)正式向全球客戶交付,成功實現(xiàn)了自主知識產(chǎn)權的生物發(fā)光蛋白探針的成果轉(zhuǎn)化。
在於邱黎陽看來,做基礎研究是嚴謹?shù)目茖W,實現(xiàn)個性化創(chuàng)新應用則是藝術。而正是深圳開放包容的創(chuàng)新和科研環(huán)境,讓做科學和做藝術看似矛盾的兩件事,相互碰撞,相得益彰。
“深圳的創(chuàng)新之活躍令人興奮,再小的需求也能得到回應?!?/strong>這是於邱黎陽留學歸國后加入中國科學院深圳先進技術研究院科研人才隊伍以來,對這個創(chuàng)新之城最直觀而深切的體驗。盡管目前僅在這座城市不到四年時光,而他在學生時期就播下的“做好藥物研究以服務更多人”這個夢想,很快便在此生根發(fā)芽,結(jié)出豐碩果實。
日前,深圳市“鵬城優(yōu)才一站式”服務平臺(深圳市人事人才公共服務中心主辦)推出系列人物報道——《優(yōu)才面對面》欄目。在9月13日最新一期里,特別邀請深圳市國家級領軍人才,深圳先進院研究員、博導,中科輔酶醫(yī)科技(深圳)有限公司首席科學家,深圳市“鵬城優(yōu)才卡”持卡人於邱黎陽,講述他的科研故事。

“以小見大”,從底層邏輯創(chuàng)新
“沒有什么特別的波瀾或轉(zhuǎn)折,一直都在興趣和熱愛上?!被仡櫰鹂蒲猩牡钠瘘c,於邱黎陽坦言自己是比較幸運的那一波人,高考填報志愿時,他結(jié)合得分情況和興趣愛好,選擇了武漢大學化學專業(yè),化學生物學研究方向。在國內(nèi)完成本科學習之后,便前往瑞士洛桑聯(lián)邦理工大學繼續(xù)攻讀碩士和博士。
“我希望做好藥物研究,可以更好地服務到相應的病人?!?/strong>這便是他投身科研事業(yè)所堅守的初衷。博士畢業(yè)后,於邱黎陽先后在德國馬克斯普朗克醫(yī)學研究所和瑞士某制藥企業(yè)工作,進行生物醫(yī)藥研發(fā),主攻“蛋白質(zhì)工程”,希望通過設計蛋白質(zhì)的序列和結(jié)構實現(xiàn)特定生物學功能,解決臨床和藥物研發(fā)中的實際問題。
做藥物研究,於邱黎陽選擇的是從調(diào)控生命衰老的底層機制切入,“其實衰老是大部分疾病的第一驅(qū)動因素,如果可以從深層角度去干預衰老機理,許多疾病的干預和管理就會變得簡單許多?!?/span>
NAD+(煙酰胺腺嘌呤二核苷酸,又稱輔酶I)就是已知的衰老生物標志物之一,廣泛存在于血細胞中,越來越多的研究證明NAD+和衰老之間有著非常密切的聯(lián)系,NAD+濃度會伴隨年齡增長、衰老相關疾病的出現(xiàn)而下降。掌握NAD+的變化規(guī)律,進行精準的NAD+補充或調(diào)控,就能改善很多疾病和衰老干預的效果。
然而,傳統(tǒng)的NAD+檢測方法,只能通過體積龐大的質(zhì)譜儀和色譜儀,不僅價格昂貴還須配備專業(yè)人員檢測,而且時間長、成本高、所需樣本量大,限制了大規(guī)模的應用。而此前即便有研究者嘗試小型化檢測的改進,也只是用機械縮小物理空間的思路去開發(fā)血液檢測的儀器和設備,但仍沿用原有的檢測原理,使精確度和靈敏度都受到了限制。
於邱黎陽所嘗試的則是以“從小到大”的思路進行設計,在蛋白質(zhì)的分子層面做檢測原理的創(chuàng)新,成功開發(fā)出了一種全新的分子檢測工具——生物發(fā)光蛋白探針,從而實現(xiàn)利用小型化設備完成復雜微量樣品的檢測。相應研究成果相繼在Science、Nature Metabolism上發(fā)表,并申請了國際專利。
從結(jié)構和檢測原理上看,於邱黎陽所設計的生物發(fā)光蛋白探針是一個人工重組蛋白分子,由可以和NAD+結(jié)合的受體蛋白、用于發(fā)光的生物發(fā)光蛋白和熒光蛋白三部分組成。當探針識別血液中的NAD+并與之結(jié)合后會發(fā)生構象變化,導致藥物顏色的變化,再結(jié)合自動檢測儀光譜上的顏色變化程度,即可確定血液中NAD+的濃度。

“一個咖啡機大小的自動化檢測儀器,手機大小的檢測盒,一滴指針血,就能完成床邊的檢測了?!膘肚窭桕柦榻B說,其所推出的這臺桌面型NAD+檢測儀,重量僅18千克,平均檢測時間僅5分鐘左右,極大簡化了血液檢測流程,從時間成本、儀器投入、人員的投入等各方面都提高了效率,推出之際便受到了國際醫(yī)學界和市場的關注和認可。
使用該儀器檢測,能快速得知針對NAD+調(diào)控的膳食補充劑或藥物的干預效果,更精準的實現(xiàn)個性化衰老干預、慢性代謝疾病的管理。未來還可廣泛應用于醫(yī)療保健、食品檢測、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護等領域。
從科研成果到產(chǎn)品,在深圳“鍛造”
“當然也不是一帆風順。科研成果從實驗室推向市場,把原創(chuàng)發(fā)明轉(zhuǎn)變成工業(yè)產(chǎn)品,這個過程其實是很漫長的?!被厮萜鹑绾伟袾AD+檢測原理從研究成果轉(zhuǎn)化成人人可用的產(chǎn)品這一過程,於邱黎陽如此感慨道。
從最早的第一代探針設計開始,到如今第二代探針的研發(fā)與商業(yè)化應用,先后經(jīng)歷了八年左右時間。而在此期間,他個人的科研和職業(yè)生涯也經(jīng)歷了轉(zhuǎn)場,延續(xù),綻放。
在海外學習與工作期間,他完成了第一代半合成生物發(fā)光蛋白探針的研發(fā),“雖然我所在的博士課題團隊提出了將生物發(fā)光探針用作血液檢測這個理念,但國外研究探針設計和制造成本都很高,相關的應用落地推進得比較緩慢?!膘肚窭桕栒f。

2020年11月,於邱黎陽從海外歸國來到深圳,加入深圳先進院,組建了專業(yè)團隊,一方面在基礎研究方面繼續(xù)創(chuàng)新檢測的原理,另一方面著手開發(fā)基于生物發(fā)光蛋白探針的儀器和試劑系統(tǒng)。
於邱黎陽坦言,當時選擇到深圳發(fā)展也經(jīng)過了綜合的考量。首先是考慮到深圳對科技創(chuàng)新的鼓勵程度,包括市場化、國際化營商環(huán)境,都是吸引海外研究人員在深圳從事科研或者創(chuàng)業(yè)的重要因素;其次是深圳特有的創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的科研環(huán)境,各級研究項目瞄準世界產(chǎn)業(yè)前沿,鼓勵團隊把科學問題和產(chǎn)業(yè)痛點相結(jié)合,通過不同層級的科研項目支持原創(chuàng)研究,為科研人員提供了相對寬松的創(chuàng)新條件。再者,深圳擁有世界領先的生物醫(yī)藥、醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢,活躍著眾多與之科研項目相關的醫(yī)療器械、診斷試劑、蛋白質(zhì)工程、合成生物學等上中下游企業(yè),可以助力實現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化。
而談及來到深圳后遇到的難題,於邱黎陽直言,“首先就面臨許多工程學問題和大量的優(yōu)化工作。”他進一步解釋說,之前的技術路線成本太高,必須要開發(fā)成本足夠低、能大規(guī)模穩(wěn)定生產(chǎn)的技術解決方案。此外,自動化儀器的設計和開發(fā)還須滿足可重復、質(zhì)量可控制等條件,“然而這些問題在專注基礎研究的科學院里已經(jīng)難以實現(xiàn)了。”
為了解決上述難題,於邱黎陽依托深圳相應的產(chǎn)業(yè)和人才政策支持,創(chuàng)立了綜合分子生物學、電子工程、醫(yī)療器械等各方向的商業(yè)化專業(yè)團隊,向市場的企業(yè)和創(chuàng)業(yè)團隊尋求自動化儀器設計的解決方案?!巴ㄟ^市場化方式解決儀器研發(fā)的工程化問題,這是深圳獨特的創(chuàng)新環(huán)境所賦予的便利和優(yōu)勢,也是深圳給我的驚喜!”於邱黎陽感嘆。
經(jīng)過三年的攻關,於邱黎陽和團隊終于在深圳成功開發(fā)全新自主知識產(chǎn)權的第二代合成生物發(fā)光蛋白探針,并且實現(xiàn)了檢測儀器的開發(fā)。
做科學也做藝術,書寫深圳科研故事
“一個很大的助力來自于眾多年輕的初創(chuàng)團隊,他們是深圳創(chuàng)新的活力之源。正是這些創(chuàng)新力量的活躍,不斷探索新的商業(yè)模式,讓我們的團隊在萌芽之初的個性化需求可以得到回應,并且被滿足。”回看過去三年多的科研和產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)新歷程,於邱黎陽如是說,深圳以科技創(chuàng)新推動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新,形成了一套成熟有保障的人才引進和人才支持機制,吸引著來自五湖四海的年輕人在此創(chuàng)新創(chuàng)業(yè),競相迸發(fā)創(chuàng)造活力。
而言及科研工作所看重的價值觀和原則,於邱黎陽分享道,“做好基礎研究是科學,挖掘有價值的科學問題,實現(xiàn)創(chuàng)新應用,則是一個因人、因地而異的藝術?!?/strong>
他舉例,最初研究蛋白探針,只是希望實現(xiàn)酶功能的調(diào)控,解決代謝類疾病的問題,因為要先解決輔酶如何被快速檢測的難題,最終“意外”地應用這個思路解決了血液檢測的瓶頸問題,從而開創(chuàng)了全球領先的生物發(fā)光檢測方法。
“科學研究過程常有意外的收獲,希望自己既做到見微知著的嚴謹,也能繼續(xù)異想天開,產(chǎn)出更豐盛的科研成果?!?/strong>談及未來,於邱黎陽既有仰望星空的憧憬,也有腳踏實地的堅實。他說,以科技對抗生命的脆弱是人類發(fā)展長久的命題,作為科研工作者,他希望能開發(fā)出更為先進的、可解析衰老過程中代謝物動態(tài)變化的工具,開發(fā)相應的藥物和相技術的解決方案,實現(xiàn)更加精細、個性化的衰老管理,讓更多生命科學技術能夠走出實驗室,進入千家萬戶。
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