诺奖得主费林加答澎湃:控制运动是分子机器用于药物的关键

  “分子机器可以参与到药品发现过程中,或者用来改善肌肉和心脏肌肉的功能。这些努力对智能药物的制造也很有帮助,可以发展出各种各样的应用。涉及到分子功能方面的应用,我觉得未来是有机会的。”

  诺贝尔化学家得主伯纳德·L·费林加(Bernard Lucas Feringa)将于本月底线上参与在上海举行的第三届世界顶尖科学家论坛。他在会前接受澎湃新闻()记者采访时对分子机器的应用前景做出预判。

  伯纳德·L·费林加(Bernard Lucas Feringa)是一位荷兰籍化学家,出生于1951年,1978年获得荷兰格罗宁根大学博士学位,现任荷兰格罗宁根大学教授。

  费林加的研究领域主要为分子机器与有机不对称催化。因“设计和合成了分子机器”,费林加与让- 皮埃尔·索维奇(Jean-Pierre Sauvage)、弗雷泽·斯托达特(Fraser Stoddart)共同获得2016年诺贝尔化学奖。

  在第三届顶尖科学家论坛上,费林加、索维奇、斯托达特将与1987年诺贝尔化学奖得主让-马里·莱恩共同出席分子机器峰会,探讨分子机器与仿生学的前沿观点。

  分子机器是一种新型的分子尺寸机器,分子机器的构件由分子单元构成。科学界认为,因其微小的尺寸特征,分子机器未来可在微观世界里发挥巨大作用。

  费林加凭借分子马达的工作闻名于世。他合成出了世界首个人工分子马达,并成功通过机械作用让一个分子马达的叶片沿着一个方向持续螺旋转动。

  分子机器在制药等领域显示出应用前景。2017年,英国曼彻斯特大学研制出世界上首个“分子机器人”,尺寸为百万分之一毫米,能够通过接受编程指令来完成组装分子等基本任务。研究人员称其未来可用于研发药物、设计先进制造工艺以及建造分子工厂和装配线。

  近两年,MOMA Therapeutics、Vertex等国外生物公司已开始研发分子机器,以用于药物发现和精准医疗领域。MOMA Therapeutics认为,遗传学和功能基因组学的最新进展已经揭示分子机器将大有可为,填补不少目前医疗技术水平无法满足的空白。例如,在一些罕见的遗传疾病中,机器本身的点突变会导致功能改变或不足。在某些情况下,恢复机器的功能便可提供治疗方法。

  费林加在2016年获得诺贝尔奖后曾对媒体预测分子机器的用途。他表示,虽然现在还为时尚早,但一旦能够控制分子机器的运动,很多事情都是可能的。“医生可能会把微型机器人注入您的血管中,这些机器人可以用于寻找癌细胞或运送药物。”

  当前,分子机器刚刚走上从基础研究阶段向应用研究阶段转变的过程,真正走入实际应用并改变人们生活,还有许多技术难题需要解决。费林加在采访中认可分子机器在智能药物制造中的潜力,但他对澎湃新闻()记者表示,要预测分子机器在医疗领域的未来发展方向,首先必须要找到方法“让分子机器能够恰当地在生物环境当中很好地运动,然后把蛋白质和DNA进行良好的融合。”

  科研之余,费林加十分关注下一代科学家的成长,他在采访中对青年科学家提出期望和建议。

  费林加表示,目前阶段,许多人认为新冠疫情是最紧迫的问题,但青年科学家们需要未雨绸缪,思考未来20至30年的情况。

  “一些突出的问题可能是,未来如何处理100亿人(的生存问题)?如何构建可持续社会?”

  他认为,人类需要新的技术,不能无休止地继续消耗更多的能源和材料。“年轻一代面临着巨大挑战,需要思考如何以更好的方式使用更少的能源、创造可再生材料。”

  让费林加感到担心的是,当下人们过多地关注短期解决方案,但他认为,若想在疾病、卫生系统、能源可持续性和材料等领域取得突破,应该从长计议。“一种典型的药物至少需要10年才能研发成功。别忘了投资长远的基础科学,那些有望在10年内取得真正突破的领域。”

  “我们通常在不同的实验室之间交换学生。例如,我的实验室中有一些来自中国的学生,我们也会派学生去中国,中国学生到我们这里来。世界各地的学者互相交流,这是在学术圈的常见现象。”

  新冠疫情期间,类似的学术交流难以持续,只能通过zoom或skype等视频会议等方式交流。“作为一个自然科学家,我的学生在实验室工作,并有不同实验室的工作经验,以不同的专业知识和技术互相合作。这是十分重要的,我们不应该失去这些。由于疫情带来的限制,目前我们在这方面做出妥协,希望能尽快度过这一阶段。”

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