优才面对面|“90后”科学家於邱黎阳:在深圳缔结科研硕果

读特新闻 2024-09-13 15:00:42

在这个充满活力和创新的城市——深圳,我们见证了“高精尖缺”人才的涌现,他们或投身于科技创新的前沿,或在文化艺术的殿堂里熠熠生辉,抑或在各行各业默默耕耘,为社会的发展贡献着自己的力量。这些人才不仅是深圳这座城市发展的中坚力量,更是我们时代进步的见证者和推动者。

为了更好地挖掘和展现深圳人才故事,市“鹏城优才一站式”服务平台(深圳市人事人才公共服务中心主办)特别推出了《优才面对面》栏目。本栏目旨在通过深入访谈和报道,展现深圳人才的成长历程、心路历程和奋斗故事,让更多人了解他们的奋斗精神和创新精神。

本期优才面对面,邀请到深圳市国家级领军人才,中国科学院深圳先进技术研究院研究员、博导,中科辅酶医科技(深圳)有限公司首席科学家,深圳市“鹏城优才卡”持卡人於邱黎阳,讲述他的科研故事。

“深圳的创新之活跃令人兴奋,再小的需求也能得到回应。”这是青年科学家於邱黎阳留学归国后加入深圳科研人才队伍以来,对这个创新之城最直观而深切的体验。尽管目前仅在这座城市不到四年时光,而他在学生时期就播下的“做好药物研究以服务更多人”这个梦想,很快便在此生根发芽,结出丰硕果实。

於邱黎阳,是中国科学院深圳先进技术研究院(下简称深圳先进院)生物医药与技术研究所研究员、博士生导师,也是深圳市国家级领军人才和鹏城优才卡持卡人,专注化学生物学和功能蛋白设计研究。近期他带领团队创新研发,用于衰老生物标志物检测的世界首台桌面型NAD+检测仪(NAD+ Analyzer)正式向全球客户交付,成功实现了自主知识产权的生物发光蛋白探针的成果转化。

在於邱黎阳看来,做基础研究是严谨的科学,实现个性化创新应用则是艺术。而正是深圳开放包容的创新和科研环境,让做科学和做艺术看似矛盾的两件事,相互碰撞,相得益彰。

“以小见大”,从底层逻辑创新

“没有什么特别的波澜或转折,一直都在兴趣和热爱上。”回顾起科研生涯的起点,於邱黎阳坦言自己是比较幸运的那一波人,高考填报志愿时,他结合得分情况和兴趣爱好,选择了武汉大学化学专业,化学生物学研究方向。在国内完成本科学习之后,便前往瑞士洛桑联邦理工大学继续攻读硕士和博士。

“我希望做好药物研究,可以更好地服务到相应的病人。”这便是他投身科研事业所坚守的初衷。博士毕业后,於邱黎阳先后在德国马克斯普朗克医学研究所和瑞士某制药企业工作,进行生物医药研发,主攻“蛋白质工程”,希望通过设计蛋白质的序列和结构实现特定生物学功能,解决临床和药物研发中的实际问题。

做药物研究,於邱黎阳选择的是从调控生命衰老的底层机制切入,“其实衰老是大部分疾病的第一驱动因素,如果可以从深层角度去干预衰老机理,许多疾病的干预和管理就会变得简单许多。”

NAD+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,又称辅酶I)就是已知的衰老生物标志物之一,广泛存在于血细胞中,越来越多的研究证明NAD+和衰老之间有着非常密切的联系,NAD+浓度会伴随年龄增长、衰老相关疾病的出现而下降。掌握NAD+的变化规律,进行精准的NAD+补充或调控,就能改善很多疾病和衰老干预的效果。

然而,传统的NAD+检测方法,只能通过体积庞大的质谱仪和色谱仪,不仅价格昂贵还须配备专业人员检测,而且时间长、成本高、所需样本量大,限制了大规模的应用。而此前即便有研究者尝试小型化检测的改进,也只是用机械缩小物理空间的思路去开发血液检测的仪器和设备,但仍沿用原有的检测原理,使精确度和灵敏度都受到了限制。

於邱黎阳所尝试的则是以“从小到大”的思路进行设计,在蛋白质的分子层面做检测原理的创新,成功开发出了一种全新的分子检测工具——生物发光蛋白探针,从而实现利用小型化设备完成复杂微量样品的检测。相应研究成果相继在Science、Nature Metabolism上发表,并申请了国际专利。

从结构和检测原理上看,於邱黎阳所设计的生物发光蛋白探针是一个人工重组蛋白分子,由可以和NAD+结合的受体蛋白、用于发光的生物发光蛋白和荧光蛋白三部分组成。当探针识别血液中的NAD+并与之结合后会发生构象变化,导致药物颜色的变化,再结合自动检测仪光谱上的颜色变化程度,即可确定血液中NAD+的浓度。

“一个咖啡机大小的自动化检测仪器,手机大小的检测盒,一滴指针血,就能完成床边的检测了。”於邱黎阳介绍说,其所推出的这台桌面型NAD+检测仪,重量仅18千克,平均检测时间仅5分钟左右,极大简化了血液检测流程,从时间成本、仪器投入、人员的投入等各方面都提高了效率,推出之际便受到了国际医学界和市场的关注和认可。

使用该仪器检测,能快速得知针对NAD+调控的膳食补充剂或药物的干预效果,更精准的实现个性化衰老干预、慢性代谢疾病的管理。未来还可广泛应用于医疗保健、食品检测、农业生产、环境保护等领域。

从科研成果到产品,在深圳“锻造”

“当然也不是一帆风顺。科研成果从实验室推向市场,把原创发明转变成工业产品,这个过程其实是很漫长的。”回溯起如何把NAD+检测原理从研究成果转化成人人可用的产品这一过程,於邱黎阳如此感慨道。

从最早的第一代探针设计开始,到如今第二代探针的研发与商业化应用,先后经历了八年左右时间。而在此期间,他个人的科研和职业生涯也经历了转场,延续,绽放。

在海外学习与工作期间,他完成了第一代半合成生物发光蛋白探针的研发,“虽然我所在的博士课题团队提出了将生物发光探针用作血液检测这个理念,但国外研究探针设计和制造成本都很高,相关的应用落地推进得比较缓慢。”於邱黎阳说。

2020年11月,於邱黎阳从海外归国来到深圳,加入深圳先进院,组建了专业团队,一方面在基础研究方面继续创新检测的原理,另一方面着手开发基于生物发光蛋白探针的仪器和试剂系统。

於邱黎阳坦言,当时选择到深圳发展也经过了综合的考量。首先是考虑到深圳对科技创新的鼓励程度,包括市场化、国际化营商环境,都是吸引海外研究人员在深圳从事科研或者创业的重要因素;

其次是深圳特有的创新和产业转化的科研环境,各级研究项目瞄准世界产业前沿,鼓励团队把科学问题和产业痛点相结合,通过不同层级的科研项目支持原创研究,为科研人员提供了相对宽松的创新条件;

再者,深圳拥有世界领先的生物医药、医疗器械产业链优势,活跃着众多与之科研项目相关的医疗器械、诊断试剂、蛋白质工程、合成生物学等上中下游企业,可以助力实现成果转化。

而谈及来到深圳后遇到的难题,於邱黎阳直言,“首先就面临许多工程学问题和大量的优化工作。”他进一步解释说,之前的技术路线成本太高,必须要开发成本足够低、能大规模稳定生产的技术解决方案。此外,自动化仪器的设计和开发还须满足可重复、质量可控制等条件,“然而这些问题在专注基础研究的科学院里已经难以实现了。”

为了解决上述难题,於邱黎阳依托深圳相应的产业和人才政策支持,创立了综合分子生物学、电子工程、医疗器械等各方向的商业化专业团队,向市场的企业和创业团队寻求自动化仪器设计的解决方案。“通过市场化方式解决仪器研发的工程化问题,这是深圳独特的创新环境所赋予的便利和优势,也是深圳给我的惊喜!”於邱黎阳感叹。

经过三年的攻关,於邱黎阳和团队终于在深圳成功开发全新自主知识产权的第二代合成生物发光蛋白探针,并且实现了检测仪器的开发。

做科学也做艺术,书写深圳科研故事

“一个很大的助力来自于众多年轻的初创团队,他们是深圳创新的活力之源。正是这些创新力量的活跃,不断探索新的商业模式,让我们的团队在萌芽之初的个性化需求可以得到回应,并且被满足。”

回看过去三年多的科研和产业化创新历程,於邱黎阳如是说,深圳以科技创新推动产业创新,形成了一套成熟有保障的人才引进和人才支持机制,吸引着来自五湖四海的年轻人在此创新创业,竞相迸发创造活力。

而言及科研工作所看重的价值观和原则,於邱黎阳分享道,“做好基础研究是科学,挖掘有价值的科学问题,实现创新应用,则是一个因人、因地而异的艺术。”

他举例,最初研究蛋白探针,只是希望实现酶功能的调控,解决代谢类疾病的问题,因为要先解决辅酶如何被快速检测的难题,最终“意外”地应用这个思路解决了血液检测的瓶颈问题,从而开创了全球领先的生物发光检测方法。

“科学研究过程常有意外的收获,希望自己既做到见微知著的严谨,也能继续异想天开,产出更丰盛的科研成果。”

谈及未来,於邱黎阳既有仰望星空的憧憬,也有脚踏实地的坚实。他说,以科技对抗生命的脆弱是人类发展长久的命题,作为科研工作者,他希望能开发出更为先进的、可解析衰老过程中代谢物动态变化的工具,开发相应的药物和相技术的解决方案,实现更加精细、个性化的衰老管理,让更多生命科学技术能够走出实验室,进入千家万户。

(来源:“鹏城优才”微信公众号)

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