10月3日下午, 2018年诺贝尔化学奖颁给了弗朗西斯·阿诺德、乔治·史密斯和格雷格保罗温特,以表彰他们在酶的定向进化及多肽和抗体的“噬菌体展示”技术领域的贡献。他们利用演化的力量,生产可以制造生物燃料或药物的酶,更重要的是,生产可以对抗自身免疫疾病或癌症的抗体。
美国加州理工学院化学与化学工程教授弗朗西斯·阿诺德是美国第一位女性诺贝尔化学奖得主,在她的团队里,有一位诸暨青年!
陈凯,枫桥人,今年28岁,在美国加州理工学院化学与化学工程学院读博士。
他这两年独立完成的课题研究:基于“酶的定向进化”的技术,开创了一套新的酶体系,能够快速高效合成高能小分子—这完全突破了传统化学上的合成方式,打破了人们对化学合成以及酶的传统认识——而且,这一研究有望应用在高能材料的发展之上。
他的独立研究成果于今年4月发表在美国《科学》期刊上,引起同行关注,在这次诺贝尔化学奖公布时,这项研究被委员会再一次强调了重要性。
2015年加入阿诺德团队
弗朗西斯·阿诺德教授的贡献,是她的实验室开展的“酶的定向进化”研究,能让业界可以用更环保的方式来制造化学物质,比如生产药物和可再生能源等。
陈凯是在2015年和弗朗西斯·阿诺德教授的实验室结缘。
这一年,他进入了全世界最顶尖的理工科大学之一——加州理工学院开始化学博士学业,在同年10月份加入阿诺德教授的实验室参与“酶的定向进化”研究,着力于开发酶的新功能,“我们所研究的,不仅仅是提升酶原有的性能让它更好地执行相应的功能,更在于通过定向进化的手段,开发酶全新的功能,并用于各个方向。尤其是工业上各类重污染高耗能的生产过程,我们希望最终都能被我们所开发的以酶为催化剂的、绿色环保的生产工艺所取代。”
认识到化学和生物世界的神奇
陈凯的老家在枫桥,小学四年级因父母外出经商,转学来到了城区的天马学校(今属于海亮教育集团),在这里完成了他小学到初中的教育。
回忆小时的学习,他说自己成绩并不拔尖,“去天马读书,入校时有个摸底考试,语文没考及格,当时的教导主任建议我复读三年级,是爸爸妈妈坚持,才没有复读。成绩是五六年级好起来的,小学毕业时成绩进到班级前三,进入了天马初中‘实验班’。”
“班主任是数学老师寿新华,她把威严用在了教学上,平日总嬉笑着把学生当自己的孩子。2003年‘非典’时,学校全封闭近两个月,大家整日上课。为给大家减压,寿老师偷偷带着同学们去她家,给大家烧好吃的。科学老师骆建玲,被同学们号称史上‘最严’,但我清晰记得她是如何的尽职尽责,批改堆成山头的卷子,耐心的为学生解疑。”除此之外,语文老师楼淑梅、英语老师赵飞腾、社会老师何彩华甚至体育老师杨利雄的教导他都记忆犹新,觉得是天马的独立生活养成了他独立思考问题、解决问题的能力,至今受益匪浅。
陈凯高中在诸暨中学就读。他印象深刻的就是高三的班主任也是生物老师的邱玲和高中三年的化学老师边文,“是她们让我认识到化学和生物世界的神奇,现在在生物化学交叉学科上的研究或许那会儿就开始萌芽了。”
边老师则说:“陈凯非常独立,有清晰的人生目标,学习刻苦肯研究。想起他,就会浮现这样的画面:那就是每到课间,他总抱着书本在问老师各种问题。”
陈凯是所在班级的学习委员,校内成绩一直排名靠前。最近两年,他们班每年会聚会两次,但他没有一次参加,一是在国外来去不便;二是科研太忙,也确实没有时间。
我的目标是造福人类社会
2008年,陈凯考入浙江大学。
从本科二年级开始,确定化学研究为自己的终身事业。他开始进入三个完全不同的实验室,学习不同化学方向的基础知识和实验技能。在保证课业的前提下,尽可能多的参与到实验室研究中。也正是在那段时间,他开始慢慢学会如何提出科研问题、如何对此进行独立思考、如何作出相应的设计、如何实现设计并解决问题等……科研流程。
2012年,陈凯以全年级第一的名次完成了本科学业。当时,他对接下去做什么样的科研有些困惑,于是放弃了保研直博的机会,选择在浙江大学化学系的史炳锋老师那里以研究助理的形式继续研究化学,一方面,进一步加强自己对传统合成化学领域的认知和理解;另一方面,也给自己时间去思考未来想做的领域。
大三时他加入了史老师的实验室,并在次年开始了导师指导下的独立课题方向,前后发表了超过15篇的科研论文,他的这些科研工作也得到了世界各地同行的认可。
独立研究成果受诺奖委员会肯定
进入阿诺德的实验室,陈凯早期参与的几个课题,主要是利用进化的手段改造酶,从而让其在生物体内首次实现了全新的化学反应,构筑了在自然界中不存在的化学键,比如碳硅键、碳硼键等。这在生物学上具有非常重要的意义,这些工作后来都发表在了科学界最为顶级的两本学术期刊《科学》和《自然》之上。
与此同时,陈凯还开始一些独立课题研究,这次受诺奖委员会肯定的阿诺德实验室研究成果中,有一项就是他的独立研究成果。
陈凯说:“我从阿诺德导师身上学到了非常多的东西。她对科学发展有自己的责任感和信念感,能够对科学的全局进行全面审视。导师自己的人生之路可以说是常人难以想象的艰辛,经历了不少亲人的离世,甚至她的儿子也在两年前不幸离世,她自己受过癌症的折磨,但她在科研上从来没有任何中断或者犹豫。她不仅是我们后辈们科研上的标杆,也是人生路上的航灯。”
“科学的发展一定是要为人类社会的进步提供最强支持的。科研并不是一条很多人都会选择的路,但既然选择了就义无反顾。”他觉得在科研这条路上,和那些天才级的同行相比,自己并没太多优势,为此,更要努力。
在美国的日子,他几乎所有的时间都在学校。读博至今,仅回过一次国。他说:“科学研究需要不懈的努力和坚定的信念。希望有一天,能通过我的研究给社会带来福音。”
科研并不是一条很多人都会选择的路,因为这条路艰苦、孤独。
但中国,依然有很多人像陈凯这样选择了这条路,并义无反顾!
为陈凯点赞!为所有造福人类的科研战士点赞!
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