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當(dāng)前看點(diǎn)!走近南京科技人：點(diǎn)亮精神火炬 傳播科學(xué)薪火
第七個(gè)全國(guó)科技工作者日，記者走近南京科技人
點(diǎn)亮精神火炬 傳播科學(xué)薪火
(資料圖片僅供參考)
□南京日?qǐng)?bào)/紫金山新聞?dòng)浾呒w采寫
編者按：昨天是第七個(gè)全國(guó)科技工作者日，今年的主題是“點(diǎn)亮精神火炬”。在南京，有這樣一批科技工作者，或常年埋首實(shí)驗(yàn)室，或長(zhǎng)期奔走田間地頭，或活躍在科普教育最前沿。在這樣一個(gè)屬于科技工作者自己的節(jié)日，讓我們一同走近南京科技人，看他們?nèi)绾卧趰徫簧宵c(diǎn)亮精神火炬，向光而行，為推動(dòng)時(shí)代發(fā)展貢獻(xiàn)磅礴力量。
研究小真菌，服務(wù)大目標(biāo)
地點(diǎn)：中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所
5月30日上午9時(shí)，走進(jìn)中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所實(shí)驗(yàn)樓，套上白大褂，副研究員李子波的一天就開始了。這一天對(duì)他而言，和每一個(gè)扎進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的日子沒有區(qū)別。
“最近在做的實(shí)驗(yàn)，通俗來(lái)講就是真菌‘吃’硅酸鹽礦物。需要重復(fù)培育真菌，然后觀察它對(duì)礦石的影響?！崩钭硬ㄒ贿厡⑴嘤?4小時(shí)的三塊樣品放入掃描電子顯微鏡，一邊耐心向記者解釋：“這個(gè)設(shè)備相比于一般的光學(xué)顯微鏡，最多可放大到幾萬(wàn)倍，還可和其他儀器聯(lián)用，同步完成多個(gè)分析測(cè)試，不用更換儀器?！?/p>
真菌“吃”硅酸鹽礦物有何用處？李子波說(shuō)，部分硅酸鹽礦物里的化學(xué)物質(zhì)可以和二氧化碳產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而起到固碳的作用。但是硅酸鹽礦物表面極容易老化形成富硅的改變層，相當(dāng)于給礦物包上了一層“隔離衣”，外界物質(zhì)和能量難以與新鮮礦物進(jìn)一步交換，基于增強(qiáng)硅酸鹽礦物風(fēng)化固碳的反應(yīng)也會(huì)隨之終止。依托頂端生長(zhǎng)和分泌大量草酸的特質(zhì)，真菌菌絲可從物理、化學(xué)兩方面雙管齊下，破壞硅沉淀，穿透那層“隔離衣”，加速固碳反應(yīng)，該作用機(jī)理服務(wù)于“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的潛力巨大。
李子波話音剛落，儀器連接的電腦顯示屏中已清晰地顯現(xiàn)出了一塊樣品上的真菌菌絲、孢子身影，在菌絲周邊，礦物被“吃掉”后的小坑、小溝清晰可見。鼠標(biāo)輕點(diǎn)，樣品化學(xué)成分及比例也列表顯示出來(lái)了。
李子波表示，微生物—礦物相互作用的理論發(fā)現(xiàn)意義非常廣泛，不僅可以服務(wù)碳中和，還可以在醫(yī)療、地球演化、尋找外星生命等領(lǐng)域發(fā)揮作用。他的另一個(gè)研究方向便是天體生物學(xué)。
“我所在的實(shí)驗(yàn)樓就在李四光先生辦公舊址暨南京古生物所所史館旁邊，實(shí)驗(yàn)的間隙或者有時(shí)候遇到困難了，特別喜歡去李四光先生的辦公室看看，到那就感覺心靜下來(lái)了，仿佛能看到老先生坐在那里工作，然后抬起頭和我說(shuō)加油?！崩钭硬ㄕf(shuō)。
探索新賽道，大數(shù)據(jù)“護(hù)航”健康醫(yī)療
地點(diǎn)：國(guó)家健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)（東部）中心
5月30日上午8點(diǎn)半，徐曉嵐和往常一樣，早早來(lái)到位于江北新區(qū)的國(guó)家健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)（東部）中心，一頭扎進(jìn)數(shù)據(jù)開發(fā)室和機(jī)房，開始了一天的工作。
作為一名青年科技工作者，29歲的徐曉嵐正帶領(lǐng)著一支年輕的團(tuán)隊(duì)，日復(fù)一日只為做好一件事——將全省8000多萬(wàn)人及3萬(wàn)多家各級(jí)各類醫(yī)療機(jī)構(gòu)的公衛(wèi)醫(yī)療數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚、梳理、分析，通過開發(fā)出不同的平臺(tái)和工具，探索健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用的更多場(chǎng)景。
“健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)是國(guó)家重要的基礎(chǔ)性戰(zhàn)略資源，其應(yīng)用發(fā)展將帶來(lái)健康醫(yī)療模式和生命健康產(chǎn)業(yè)的深刻變化。”徐曉嵐舉例介紹，目前，中心正在探索“人工智能+醫(yī)療”項(xiàng)目，并成立了項(xiàng)目組，通過數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化應(yīng)用，嫁接人工智能技術(shù)，訓(xùn)練出一個(gè)輔助診斷的模型，病人只要將癥狀輸入該模型，就能自動(dòng)生成診療方案，輔助醫(yī)生決策。
在輔助企業(yè)新藥研發(fā)方面，健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化應(yīng)用能大幅節(jié)約時(shí)間。徐曉嵐介紹，目前，中心已經(jīng)對(duì)接了100多個(gè)項(xiàng)目，其中有10多個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)落地，“不過，隨之而來(lái)的數(shù)據(jù)安全問題是必須要攻克的難關(guān)，企業(yè)使用數(shù)據(jù)要做到‘可用不可見’，所以首先要給數(shù)據(jù)‘脫敏’。”
所謂“脫敏”，就是給數(shù)據(jù)脫去敏感信息，保護(hù)每一位患者的隱私。為此，徐曉嵐帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了科技攻關(guān)，12人的小組分工協(xié)作、加班加點(diǎn)，僅用了一個(gè)月時(shí)間，就開發(fā)出一套系統(tǒng)，為數(shù)據(jù)安全加了一把鎖。
在數(shù)據(jù)開發(fā)室忙碌了3個(gè)小時(shí)，已經(jīng)臨近中午下班，徐曉嵐回到自己的工位上，上網(wǎng)瀏覽行業(yè)資訊，其中就包括大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用的前沿技術(shù)與最新文獻(xiàn)。
“健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化應(yīng)用是一條全新的賽道，南京在該領(lǐng)域處于全國(guó)領(lǐng)先，但與國(guó)際上的先進(jìn)水平還有差距?！毙鞎詬贡硎荆鳛橐幻嗄昕萍脊ぷ髡?，要時(shí)刻不忘提升自己的專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能，學(xué)習(xí)國(guó)際上先進(jìn)的理念、模式、技術(shù)，才能讓健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化應(yīng)用從“摸著石頭過河”到“蹚出一條大道”。
扎根科技小院，讓中國(guó)梨越來(lái)越好吃
地點(diǎn)：江蘇湖熟梨科技小院
5月30日上午9點(diǎn)，38歲的南京農(nóng)業(yè)大學(xué)梨工程技術(shù)研究中心副教授殷豪頭戴遮陽(yáng)帽，腳踩黃泥巴，已經(jīng)在掛滿梨果的果園里忙碌起來(lái)。在編號(hào)1067的梨樹前，他指導(dǎo)2名研究生，“這株梨樹抗病性能表現(xiàn)不錯(cuò)，采點(diǎn)樣本回去做分析?！?/p>
位于江寧區(qū)湖熟街道的梨科技小院，是2022年教育部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、中國(guó)科協(xié)聯(lián)合認(rèn)定的科技小院，由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)梨工程技術(shù)研究中心建立，總面積106畝，共收集來(lái)自中國(guó)、日本等世界梨種質(zhì)資源1400多份。
殷豪的研究方向是梨種質(zhì)資源收集、評(píng)價(jià)和創(chuàng)新，還有梨性狀研究等，通過聚合育種技術(shù)培育出“抗病強(qiáng)，好種好看又好吃”的新品種。
“梨樹不像水稻、小麥那樣一年一熟或一年多熟，因此新品種培育時(shí)間更加漫長(zhǎng)?！币蠛澜榻B，在新品種培育時(shí)，他們選定一株梨樹作為父本后，需在當(dāng)年春天采集其花粉，與另一目標(biāo)性狀的母本進(jìn)行雜交授粉，再將其套袋，避免其他花粉材料污染。待果實(shí)發(fā)育成熟，得到雜交一代種子，種下去，至少3—4年后，這株梨樹才會(huì)開花結(jié)果，也就是到第4—5年，研究人員才能得知他培育的新材料有沒有達(dá)到預(yù)期。篩選出符合目標(biāo)性狀的株系，研究人員還需再繼續(xù)觀察、評(píng)價(jià)2—3年，確定其性狀穩(wěn)定后，才會(huì)從中挑選“優(yōu)株和優(yōu)系”進(jìn)行下一輪區(qū)域種植試驗(yàn)。再經(jīng)過2年，通過區(qū)域試驗(yàn)的優(yōu)系可進(jìn)行新品種申報(bào)，通過審定的新品種才能推廣種植。此時(shí)距研究人員篩選第一代父本和母本已經(jīng)過去約13年。
2012年，團(tuán)隊(duì)率先繪制完成了世界第一個(gè)梨全基因組精細(xì)圖譜，不僅明晰了梨家族的“親屬關(guān)系”，還將梨的起源、馴化和變遷歷史追溯至幾百萬(wàn)年前，為梨家族描繪了一個(gè)完整詳細(xì)的“族譜”。
有了這份圖譜，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)梨工程技術(shù)研究中心新品種培育進(jìn)程大幅提速，近年來(lái)先后培育出夏露、夏清、寧早蜜、寧酥蜜及寧霞等6個(gè)新品種。“早年我國(guó)的梨大多一口咬下去滿嘴都是渣，那就是石細(xì)胞，現(xiàn)在，梨肉正變得越來(lái)越細(xì)膩?！币蠛澜榻B。
創(chuàng)造細(xì)胞培養(yǎng)肉行業(yè)“多項(xiàng)第一”
地點(diǎn)：南京國(guó)家農(nóng)高區(qū)南京周子未來(lái)食品科技有限公司
5月30日上午9:40，周子未來(lái)CEO丁世杰博士見完一批設(shè)備供應(yīng)商客戶后，迅速穿上白大褂來(lái)到實(shí)驗(yàn)室，繼續(xù)細(xì)胞培養(yǎng)肉研發(fā)。在一臺(tái)小型生物反應(yīng)器旁，丁世杰仔細(xì)查看顯示屏數(shù)值，“溶氧量是不是太高了？你們注意觀察，一定要控制好溶氧量！”詢問生物工藝部門團(tuán)隊(duì)當(dāng)天的研究計(jì)劃和思路后，丁世杰轉(zhuǎn)身又來(lái)到另一間實(shí)驗(yàn)房，透過顯微鏡全神貫注查看培養(yǎng)皿內(nèi)的細(xì)胞肉成長(zhǎng)情況，“用于分化的細(xì)胞密度還不夠，要控制好變量，這樣結(jié)果才準(zhǔn)確。”
在中國(guó)細(xì)胞培養(yǎng)肉領(lǐng)域，周子未來(lái)創(chuàng)造了多個(gè)“第一”：中國(guó)第一塊細(xì)胞培養(yǎng)肉締造者、國(guó)內(nèi)首家且規(guī)模最大的細(xì)胞培養(yǎng)肉全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)研發(fā)平臺(tái)、國(guó)內(nèi)唯一能夠?qū)崿F(xiàn)百升級(jí)規(guī)模的培養(yǎng)肉公司。
耀眼的成績(jī)背后是數(shù)不清的“失敗”。丁世杰與記者分享了其中一個(gè)小故事，團(tuán)隊(duì)在對(duì)種子細(xì)胞進(jìn)行懸浮馴化培養(yǎng)的時(shí)候，經(jīng)歷了長(zhǎng)達(dá)7個(gè)月的失敗。“培養(yǎng)的細(xì)胞要么死亡，要么就一直處在半死不活的狀態(tài)，一直不生長(zhǎng)?！痹诓粩嗫偨Y(jié)失敗教訓(xùn)后，團(tuán)隊(duì)通過調(diào)整培養(yǎng)基的配方、懸浮馴化的工藝參數(shù)，最終攻克技術(shù)難題，在百升級(jí)生物反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)了“自研無(wú)血清培養(yǎng)基、自研獨(dú)立馴化的種子細(xì)胞的無(wú)載體懸浮培養(yǎng)”。丁世杰從2012開始細(xì)胞培養(yǎng)肉研究，回顧11年來(lái)的科研歷程，這樣的“失敗時(shí)刻”不在少數(shù)，“這就是科學(xué)，失敗是成功之母，如果沒有不斷的試錯(cuò)，就沒有后面的成功。”
在丁世杰看來(lái)，科學(xué)精神除了不怕失敗，更要不服輸。細(xì)胞培養(yǎng)肉在國(guó)內(nèi)起步較晚，在“細(xì)胞培養(yǎng)肉規(guī)?；a(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)”“生物反應(yīng)器核心裝備”等方面，存在較多“卡脖子”的技術(shù)難點(diǎn)。丁世杰介紹，周子未來(lái)2019年成立，如今已集聚了30多名全職研發(fā)人員。
按照規(guī)劃，預(yù)計(jì)3年后，周子未來(lái)有望實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的培養(yǎng)肉生產(chǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有動(dòng)物蛋白的補(bǔ)充，給消費(fèi)者更多的產(chǎn)品選擇，推動(dòng)我國(guó)細(xì)胞培養(yǎng)肉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
建立全球首個(gè)湖泊中尺度通量觀測(cè)網(wǎng)
地點(diǎn)：南京信息工程大學(xué)氣象大樓
5月30日，南京信息工程大學(xué)氣象大樓219辦公室內(nèi)，大氣環(huán)境中心執(zhí)行主任肖薇教授正緊盯著電腦屏幕，進(jìn)行教材《邊界層氣象學(xué)基本原理》的最后修訂工作。219辦公室對(duì)面，肖薇的同事胡凝和幾位研究生也在忙著溫室氣體分析儀器的調(diào)試工作，不久后，他們將帶著這套設(shè)備前往杭州監(jiān)測(cè)點(diǎn)，開展為期3至5天的對(duì)比監(jiān)測(cè)工作。作為大氣環(huán)境中心的成員，肖薇和團(tuán)隊(duì)主要以陸地生態(tài)系統(tǒng)為研究對(duì)象，開展人為活動(dòng)影響下陸地生態(tài)系統(tǒng)與大氣環(huán)境、物理氣候的相互作用研究。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，他們關(guān)注的是地面跟大氣交換的過程。
湖泊是氣候系統(tǒng)的重要組成部分，影響污染物擴(kuò)散、局地天氣氣候和溫室氣體循環(huán)?！拔覀兘M最具有標(biāo)志性的研究工作就是建立了‘太湖中尺度渦度通量網(wǎng)’，這是全球首個(gè)湖泊溫室氣體中尺度通量觀測(cè)網(wǎng)?！毙ま苯榻B，為實(shí)現(xiàn)湖泊物質(zhì)和能量通量的長(zhǎng)期連續(xù)、無(wú)干擾的監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確評(píng)估湖泊對(duì)氣候系統(tǒng)的影響，量化其對(duì)大氣溫室氣體的貢獻(xiàn)，團(tuán)隊(duì)自2010年起在太湖這一典型的大型淺水湖泊，依據(jù)不同的神態(tài)功能區(qū)，建立了包括6個(gè)觀測(cè)站點(diǎn)在內(nèi)的中尺度渦度通量網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了多方法、多氣體的高頻連續(xù)觀測(cè)，至今已經(jīng)積累了近13年的觀測(cè)資料。
為什么要在太湖組網(wǎng)建站？肖薇解釋，因?yàn)樘殖稍逍秃^(qū)、草型湖區(qū)和過渡湖區(qū)等多個(gè)生態(tài)功能區(qū)，在這種情況下，組網(wǎng)觀測(cè)能監(jiān)測(cè)到不同區(qū)域的數(shù)據(jù)。
“想要把溫室氣體算準(zhǔn)，那么我們的監(jiān)測(cè)點(diǎn)就要夠密，但是有的儀器成本高達(dá)上百萬(wàn)元。根據(jù)需求，我們嘗試研發(fā)出了成本相對(duì)低、精度測(cè)量準(zhǔn)的儀器。”肖薇分享了一個(gè)理念，科學(xué)家的需求一直在挑戰(zhàn)儀器發(fā)展的極限，科學(xué)引領(lǐng)才能有更好的發(fā)展?！拔乙恢倍加X得堅(jiān)持做一個(gè)方面的東西是很有意義的一件事，從本科階段我就一直主攻應(yīng)用氣象學(xué)的研究，一個(gè)人在一個(gè)領(lǐng)域?qū)⑺龅綐O致，那他也就實(shí)現(xiàn)了自己的價(jià)值?！?/p>
記者江瑜張安琪李都何潔王懷艷孔偉
