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跨界“理化生”,引领科研新范式

发布时间:2022/08/12 新闻 浏览:47

一个多月前,现年48岁的他,接过涂永强院士的班,受聘担任上海交通大学化学化工学院院长。

不到三年前,他被增选为中科院院士,是上海首位“70后院士”,在当时沪上11名新晋院士中唯一未满50岁。

他,就是2022年“最美科技工作者”、上海交通大学转化医学研究院执行院长樊春海教授。从攻关核酸分子机器,到研发DNA大数据存储,樊春海好像一位跨界“理化生”的全科型科学家。

被引用5万余次背后

在工作中,樊春海常用的关键词,与如今的老百姓一样,那就是“核酸”。在新冠肺炎疫情暴发之初,核酸检测试剂盒的研发缺少标准物质,检测质量参差不齐。樊春海从前带的博士刘刚正在上海市计量测试技术研究院工作,他向自己当年的博导提出测核酸急需一把“尺子”。

樊春海与他一拍即合。事实上,就像菜场里负责校准的公平秤,从物理标准、化学标准到生物标准,核酸测得准不准的确需要一种标准物质,“这也是转化医学应该做的”。在国家转化医学科学中心积极支持下,市计量院与交大的联合团队夜以继日攻关,仅用42天即研发出新冠病毒国家级核酸标准物质——GBW(E)091111和GBW(E)091112,并经国家紧急授权于2020年3月19日获批,为核酸试剂盒提供计量溯源和质量控制依据,供百余家研制单位使用,为疫情防控做出重要贡献并提供基础保障。

樊春海科研生涯的主线正是围绕以双螺旋结构为特征的脱氧核糖核酸(DNA)。其团队基于核酸分子自组装、逻辑编程、材料复合、高时空分辨显微成像等技术,构建核酸分子机器与纳米机器人,为恶性肿瘤等重大疾病的早期检测和诊疗提供全新智能工具。在学校全力支持下,樊春海以新落成的转化医学国家重大科技基础设施为基地,建设了“框架核酸设计与纳米医学诊疗”实验室。

不仅如此,神奇的DNA是生命物质,也是存储介质。最近,国内首部DNA存储行研报告《DNA存储蓝皮书》问世,欧阳颀、元英进、杨焕明以及樊春海院士作序指导,由深圳华大生命科学研究院等共同发起,联合DNA数据存储产学联盟等多家单位共同发布。樊春海表示,DNA可以像计算机存入“0和1”的数据一样,在生物技术BT和信息技术IT融合的前沿方向上,满足大数据存储的未来需求。

迄今为止,樊春海已在《自然》等杂志发表论文500余篇,被引用5万余次,近7年连续入选“全球高被引科学家”,入选美国科学促进会、国际电化学学会、美国医学和生物工程院和英国皇家化学会会士。对于“高质高产”,樊春海坦言,自己研究兴趣较为广泛,从事领域比较交叉,所以很多论文都是与合作者共同发表,“科研新范式就是很多学科很多团队同时努力”。

名师门下,他带的研究生和博士后等也来自不同专业,包括化学、物理、生物甚至机械工程。他根据不同学生特质因材施教,不主张“管教”式教育。他认为“学生不是管出来的,而是在适当引导下自由成长起来的”,导师的任务是挖掘学生对科研的兴趣,帮助学生树立正确价值观和远大志向,成为他们坚定的支持者。

科普工作是一种传承

“口罩到底能不能挡住病毒?”在樊春海眼中,与科研同等重要的就是科普。不可否认,包括欧美科学家在内的不少专家曾经认为戴口罩并不能挡住新冠病毒。原因似乎很显然,因为病毒的粒径只有十几纳米,远远小于口罩的孔径。然而,进一步研究发现,在空气中新冠病毒并非独立存在,而是依附于飞沫等之上,以聚集体方式存在,超过口罩防护材料孔径,因此口罩就能像滤网一样拦下大部分病毒。在樊春海担任理事长的上海市科学技术普及志愿者协会发起组织的第一期“海上科普讲坛”上,中国科学家即以科普方式一语道破这一奥妙。

如今,每周六的“海上科普讲坛”已经开到第10期。“从第一期的上百人听讲,到眼下每期平均1.5万人次加入。”身为九三学社上海市委员会科普委员会主任以及市科普志愿者协会理事长,樊春海笑着告诉记者,不论院士还是院长,包括院士专家指导团的50多位院士、200多位专家都甘当科普志愿者,提升公众科学素养,“海上科普讲坛”的云端方式也进一步打开了受众面。

在樊春海的字典里,没有节假日这个词,因为休息日往往也是他投身科普的时间:在九三学社嘉定市民修身大讲堂,分享《来自诺贝尔的健康理念》;在金山中学梦想剧场参加“与院士面对面”活动,作《书写DNA》主题报告;以《新冠病毒相关的化学》为题,开展新冠疫情防控的“云讲座”……

“科普工作是一种传承,无论是对未知世界的探索还是推动国家的科技发展,都需要靠一代代人的不懈努力。”樊春海对于青年学生也是言传身教,“年轻时创新激情更多些,不年轻时布局谋篇更多些,从战术性发展到战略性。”在他培养下,已有3名学生获得国家“杰出青年基金”资助,5名学生获得国家“优秀青年基金”资助,近两年他的队伍里有6名博士后入选上海市“超级博士后”激励计划。

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