著名生物物理學家莊小威院士做客「中國科大論壇」

2020-11-30 中國科大..

12月26日下午，美國國家科學院院士、美國藝術與科學學院院士、中國科學院外籍院士、哈佛大學化學與化學生物及物理學雙聘教授莊小威做客「中國科大論壇」，在生命科學學院一樓報告廳做了題為《Imaging the molecular and cellular world of life at the genomic scale」》的學術報告。報告會前，校黨委書記舒歌群會見了莊小威院士，報告會由常務副校長潘建偉院士主持。會議開始，舒歌群書記向莊小威頒發了中國科大論壇紀念牌。

莊小威以其實驗室開發的MERFISH技術為切入點，介紹了MERFISH的原理及其應用前景，並詳細闡述了超高解析度顯微成像技術在組織細胞的空間分布和單細胞三維基因組學方面的研究進展。MERFISH成像和單細胞RNA測序（scRNAseq）技術都可以區分組織中不同的細胞類型，但MERFISH成像可以直接運用於完整的組織，從而提供不同細胞類型在組織中的空間分布信息。通過結合MERFISH和scRNAseq對下丘腦中150多個基因進行成像，可以區分不同神經細胞類型並構建空間分布圖譜。在此基礎上，可以研究特定細胞與行為之間的關係，比如通過追蹤在特定行為過程中（育兒）高表達的基因和對應的細胞，可以知道控制該行為的神經細胞類型及其在腦組織中的分布。此外，莊小威教授還分享了超高解析度顯微成像在單細胞三維基因組學領域的研究進展。通過Hi-C等相關研究發現，染色質的高級結構可以分為A/B compartment、Topological Associating Domain (TAD)和Chromatin loop，染色質的超高解析度顯微成像的結果與Hi-C等得到的結果高度一致。此外，染色質的超高解析度成像也揭示了TAD結構在單細胞水平的動態性。不同細胞中的TAD boundary不盡相同，染色質的不同區域均可作為TAD boundary，但CTCF和Cohesin結合的染色質區域作為TAD boundary的可能性較高，這一傾向性與群體細胞水平的TAD結構相吻合。染色質的三維成像一方面肯定了TAD在單細胞水平的存在，另一方面也揭示了TAD在單細胞中的存在可以不依賴於Cohesin。

莊小威不僅分享了自己的學術成果，而且還談到她的研究思路，她是怎樣想起去做MERFISH，介紹了該方法的優勢、應用領域。新發展的方法彌補並拓展了她前面研究方法中的不足，從而取得了重大成果。

報告結束後，同學們就關心的學術問題積極提問，莊小威一一給予耐心解答。最後同學們湧上主席臺，請莊小威籤字合影。



莊小威，著名生物物理學家，美國國家科學院院士、美國藝術與科學學院院士、中國科學院外籍院士，哈佛大學化學與化學生物、物理學雙聘教授。1987年考進中國科學技術大學少年班，1991年本科畢業後赴美國加州大學伯克利分校留學，1996年博士畢業後進入史丹福大學從事博士後研究工作，師從朱棣文教授。2001年進入哈佛大學任教。2003年，莊小威憑藉研究單個分子特性的傑出才能獲得麥克阿瑟天才獎，是第一位獲此榮譽的華人女科學家。2004年，她被美國《科技評論》雜誌選為35歲以下的100名青年創新者。2005年被聘為美國霍華德·休斯醫學研究所研究員；2006年被聘為哈佛大學化學和物理雙學科正教授，並在哈佛大學建立了以自己名字命名的單分子生物物理實驗室；2011年，獲賽克勒國際生物物理學獎；2011年，受聘為中國科學技術大學大師講席教授 ，擔任生命科學學院國際科學諮詢委員會成員。2012年當選為美國國家科學院院士；2013年8月，入選北京大學大學堂頂尖學者講學計劃，成為入選該計劃的第二位學者。2015年2月，因發明了基於單分子螢光檢測的超高解析度成像方法(STORM)而獲得美國科學院分子生物學獎 ；2015年12月，當選中國科學院外籍院士。2017年6月，獲得瑞典卡羅林斯卡學院頒發的倫納特·尼爾森獎。2018年10月，獲得2019年度生命科學突破獎。

莊小威的主要研究工作為發展和使用單分子生物學及生物成像技術以及超高分辨生物成像技術，用以研究體外及活細胞中生物分子及其分子組裝過程。在《Nature》《Science》《Cell》《Nature Methods》《Nature Biology》《Neuron》《PNAS》等學術期刊上發表多篇論文。截止到2015年，她發表的論文他引超過12600次，最高單篇他引超過2000次。


(生命科學學院)

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