十一月十八日下午,理工學院組織召開了以「從神奇的生物學現象到有趣的科學探索」為主題的生物講座。理工學院誠邀了謝燦博士來跟同學們分享他在動物磁感應和生物導航領域研究的經歷。
謝燦博士於中國科學院遺傳與發育學研究所畢業並獲得博士學位,並曾在哈佛大學醫學院從事分子生物物理學和結構生物學研究。2009年至2019年在北京大學生命科學學院任教授並於2019年調入中國科學院強磁場科學中心任研究員至今,並且從2016年起兼任中國工程物理研究院北京計算科學中心兼職教授。謝燦博士在動物磁感應和生物導航領域做出了原創性的重大突破,是該領域在國際上的代表性和領軍人物,在國際學術界有重要的影響力。
在講座上,謝燦博士首先給同學們通過動物的長途遷移,狗的排便姿勢受磁場影響等具體例子由淺入深的讓同學們對於動物磁感應現象有一個初步的了解。動物如何感知地磁場並依賴於磁場信息進行遷徙和導航一直是自然科學中備受關注的基本科學問題和未解之謎。掌握動物感知磁場的機理對衛星導航和定位技術的提高有著非常大的幫助。謝燦博士先是給我們簡單介紹了科學家們對生物磁感應的研究歷史,接著,他給我們講解了謝燦實驗室對於動物磁感應和生物導航的研究。他們於2016年首次發現了動物磁感應受體蛋白MagR。結合MagR的生化與生物物理特性,以及該蛋白可以和藍光受體蛋白(Cry)形成複合物,謝燦博士提出了動物感磁和遷徙導航的生物指南針學說。
這項工作揭示了動物對地磁場感知的科學原理,對生物學和物理學的諸多領域產生了巨大影響,在國際學術界被廣泛認為「開闢了一個全新的領域」。,該項研究工作被評為「2015年度中國生命科學領域十大進展」。
在講座的後半部分,謝燦博士以章魚為例給同學們介紹了頭足類動物動態變色。頭足類動物(章魚、墨魚、魷魚)這些動物能夠根據環境的變化瞬時調節體色、皮膚紋理和外貌特徵,從而完美地融入環境 實現生物隱形。謝燦博士通過給同學們放視頻的方式讓同學們對頭足類動物的變色反應有了更加直接的認識。那麼頭足類動物結構為什麼會產生顏色的變化呢?謝燦課題組在2017 年首次發現並提出了頭足類動物特有的Reflectin基因起源於共生細菌轉座子的水平基因轉移假說。其後,謝燦實驗室用純化的Reflectin 蛋白體外成功重構了頭足綱動物可逆的動態結構色彩變化這一過程,闡釋了蛋白質組裝和動態變色的關係,修正了以往認為Reflectin 通過反射來產生顏色的錯誤觀點,並提出了頭足綱動物動態結構色彩變化的新的分子機理。
最後,謝燦博士跟同學們分享了他對於不同學科科學家的觀點。生物學家觀察發現問題並且提出問題,而物理學家解決問題。一個課題的研究離不開各個專業人士的合作。謝燦博士還解答了同學們的疑問,並且鼓勵同學們多去思考,多去探索,科學是永無止盡的,現在還有許多的未解之謎等待同學們去探索。