北京先進(jìn)光源在生命科學(xué)中的應(yīng)用用戶研討會在高能所召開
4月19日,北京先進(jìn)光源在生命科學(xué)中的應(yīng)用用戶研討會在高能所舉辦,參加會議的有來自中科院生物物理所、動物所、微生物所、植物所的專家, 院基礎(chǔ)局綜合處黃敏處長以及高能所的有關(guān)研究人員?!?/P> 高能所姜曉明副所長首先介紹了北京綜合研究中心的籌備情況,計劃中的北京綜合研究中心包括北京先進(jìn)光源,極端條件研究平臺,成像研究中心和大型計算平臺等,結(jié)合蛋白質(zhì)科學(xué)、納米科學(xué)等其他研究中心,希望成為我國基礎(chǔ)研究的"超級航母",為我國未來科學(xué)技術(shù)研究提供具有戰(zhàn)略意義的創(chuàng)新基地,并為北京這個基礎(chǔ)研究實力最為雄厚的研究所群體提供良好的發(fā)展空間和條件?!?/P> 基礎(chǔ)局黃敏處長簡要介紹了綜合研究中心和北京先進(jìn)光源的進(jìn)展情況,并明確表示,北京先進(jìn)光源應(yīng)該是一個以各學(xué)科用戶的科學(xué)目標(biāo)為指導(dǎo)的大科學(xué)平臺,希望高能所同志充分考慮用戶的需求,盡早完成方案設(shè)計,提交上級部門討論。目前北京市政府表示了積極的合作意愿,北京綜合研究中心擬落戶懷柔雁棲湖工業(yè)園區(qū)。目前當(dāng)務(wù)之急是明確作為北京綜合研究中心主力設(shè)施的北京先進(jìn)光源的科學(xué)定位和設(shè)計指標(biāo),爭取早日立項?!?/P> 高能所董宇輝研究員介紹了北京先進(jìn)光源上與生命科學(xué)研究相關(guān)線站的設(shè)計情況。北京先進(jìn)光源將為生命科學(xué)提供蛋白質(zhì)晶體學(xué)、硬X射線長平行光成像、相干X射線衍射和X射線光子相關(guān)譜學(xué)、小角X射線散射、X射線吸收譜、時間分辨以及硬X射線微/納米探針等先進(jìn)的實驗線站。這些線站的設(shè)計指標(biāo)處于目前世界上最好的水平,應(yīng)該能夠為生命科學(xué)用戶提供從分子結(jié)構(gòu)、細(xì)胞結(jié)構(gòu)直到組織水平靜態(tài)和動態(tài)結(jié)構(gòu)研究的有利手段。 ![]() 生物物理所龔為民副所長報告了結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究對光源的需求。鑒于目前結(jié)構(gòu)生物學(xué)的發(fā)展態(tài)勢,今后我們將要面對的主要是生物學(xué)意義及其重要的蛋白質(zhì)復(fù)合物和膜蛋白的結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)研究需要面對的是大晶胞、小晶體的結(jié)構(gòu)解析,因此蛋白質(zhì)晶體學(xué)束線必須能夠提供聚焦足夠?。ㄎ⒚琢考墸┖推叫行愿玫腦光;而為了滿足藥物研發(fā)等應(yīng)用的需求,實驗站上的自動化程度必須要足夠高,才能滿足大量結(jié)構(gòu)解析的需要;另外,未來結(jié)構(gòu)生物學(xué)的研究方向還包括把結(jié)構(gòu)深入到細(xì)胞水平中,即結(jié)構(gòu)生物學(xué)需要從試管回到細(xì)胞中去,北京先進(jìn)光源提供的微聚焦光束將能夠有力推動這一方面的研究進(jìn)展?!?/P> 生物物理所苗龍研究員介紹了與生物學(xué)研究相關(guān)的成像技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢。目前熒光顯微鏡技術(shù)已經(jīng)得到非常大的發(fā)展,冷凍電鏡也在最近幾年內(nèi)獲得長足的進(jìn)步。但是鑒于生物學(xué)問題的復(fù)雜性,任何一種實驗技術(shù)都具有這樣那樣的局限性,X射線成像由于具有穿透力好、對樣品擾動小的優(yōu)勢,可與熒光顯微鏡、電鏡互相補(bǔ)充,能夠為細(xì)胞生物學(xué)等領(lǐng)域的研究提供有利的工具。希望新光源上的X射線顯微技術(shù)可以提供10nm量級的分辨能力,并且能夠區(qū)分出各種亞細(xì)胞器。 微生物所劉一葦研究員介紹了中國生物學(xué)研究對同步輻射的需求。目前中國的生物學(xué)研究雖然得到很大的發(fā)展,但是和發(fā)達(dá)國家相比仍還有很大差距,這與中國的具體國力很不相稱。估計未來中國的生物學(xué)各領(lǐng)域研究隊伍將會有很大的增加,因此在北京建設(shè)一個新的光源是非常必要的,甚至等到新光源建成,都可能滿足不了生物學(xué)研究的需求?!?/P> 動物所白明研究員報告了動物演化研究對成像技術(shù)的需求情況,生物的演化已經(jīng)從以前的定性描述發(fā)展到現(xiàn)在的定量處理階段,所以必須有準(zhǔn)確的、高空間分辨和密度分辨能力的成像技術(shù)提供動物各個組織和器官的精確圖像。同步輻射成像技術(shù)近年的發(fā)展為該領(lǐng)域工作提供了誘人的前景,希望北京先進(jìn)光源的建設(shè)能夠為動物學(xué)和進(jìn)化的研究提供有利的工具。 報告之后,與會各位專家進(jìn)行了熱烈的討論。大家一致認(rèn)為,中國作為一個大國,目前的同步輻射光源(包括上海光源)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,北京先進(jìn)光源的建設(shè)非常急迫和必要。同步輻射裝置能夠支持各個領(lǐng)域的前沿研究,這種支持也是有很明顯的地域特征的,這一點(diǎn)在美國、歐洲和日本的同步輻射裝置布局和運(yùn)行中得到了很好的體現(xiàn)?!?/P> 討論中專家特別強(qiáng)調(diào)對于生命科學(xué)研究領(lǐng)域,同步輻射裝置不僅僅是測試中心,更是一個重要的研究中心。雖然在一些常規(guī)的藥物研發(fā)和蛋白質(zhì)功能研究過程中,研究者只是把同步輻射蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)測定作為一種重要數(shù)據(jù)的獲取手段來解釋或者解決他們的研究問題;但是對那些難度高并且意義重大的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能研究(一般也是生物學(xué)的基礎(chǔ)科學(xué)問題),則往往需要長期的、曠日持久的反復(fù)實驗,來嘗試、摸索并不斷修正、完善實驗條件,才能最后獲得理想結(jié)果。從這個意義上說,國內(nèi)生命科學(xué)用戶對同步輻射的需求決不能僅僅用每年國內(nèi)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)數(shù)量來衡量,實際的工作量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這些簡單的數(shù)據(jù)。而根據(jù)美國、歐洲和日本的發(fā)展態(tài)勢,我國在未來的十年、二十年甚至五十年內(nèi),生物學(xué)研究的隊伍將會以很快的速度增加,沒有必要的研究基地的支持和研究思路的創(chuàng)新,將大大限制應(yīng)有的科技成果產(chǎn)出和原創(chuàng)的科學(xué)貢獻(xiàn)?!?/P> 對北京先進(jìn)光源的設(shè)計,既要考慮到我國日益增長的研究實力,也要考慮到我們現(xiàn)在的研究能力已具備了攻克世界性前沿難題的實力。雖然新光源要在十年后才能建成、運(yùn)行,但各個線站在現(xiàn)階段的設(shè)計過程中就要注重了解、掌握最新的同步輻射技術(shù)及進(jìn)展情況,并不斷發(fā)展更好的空間分辨、時間分辨、能量分辨和密度分辨能力,以保證新光源建成后能為前沿科學(xué)問題的研究提供強(qiáng)有力的支持。 |