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第二届树兰医学青年奖获奖者:陈伟教授

2016-04-06




[教育和科研经历]


       陈伟(1979.2—),生物医学工程及分子细胞生物力学专家。生于福建。 2001、2003年先后获得浙江大学电气工程学院的本科及硕士学位。2003年赴美国佐治亚理工学院攻读博士,师从国际著名的生物力学学家Cheng Zhu教授,于2009年获得全美专业排名第二的生物工程专业的博士学位。2014年入选中组部“青年千人计划”,同年起任浙江大学医学院教授,博士生导师。回国以来,先后主持了多项国家基金委、科技部项目,并担任国家重大研究计划蛋白质领域“青年科学家专题”的项目负责人,2016年起主持国家基金委优秀青年基金项目。陈伟博士从工程学出发,以生命医学的重要问题为导向,注重传统理工科与生命科学、医学的深度交叉, 逐渐在分子细胞水平届时细胞表面重要膜蛋白的分子调控机制,特别生物物理、生物力学及生物工程领域形成了具有特色和影响力的系统性研究。作为第一作者或通讯作者在多个国际顶级及专业期刊上发表论文,包括Cell、 Immunological Review、 Journal of Cell Biology、European Journal of Immunology、 Journal Biological Chemistry、 Biophysical Journal、 Journal of Visualized Experiments 等。同时,作为共同作者,还在Annual Review of Physical Chemistry, Immunity,PNAS,Journal of Cell Biology等其他高水平杂志上发表多篇学术论文。



[主要学术贡献]


       陈伟博士一直以来以解决重要生命科学的基础科学问题为使命,充分发挥理工学科和生命医学交叉的优势,致力于研发新型单分子膜蛋白原位动态检测技术与方法,并应用这些特有分子生物力学技术,在分子水平着重研究免疫细胞的表面重要膜蛋白动态调控的分子机制,主要包括生物分子机械力调控细胞表面重要膜蛋白(包括粘附受体、免疫受体等)的动态结构变化、瞬态弱相互作用和动态信号传导等的分子机制,从多角度来系统地研究免疫膜蛋白的结构变化和动态功能的关系,揭示免疫膜蛋白在炎症、肿瘤过程中调控免疫细胞粘附及抗原识别的分子生物学规律,为新型的药物研发和临床治疗提供新的理论基础和思路。 过去12年来,他主要的学术贡献主要有以下四个方面:
        
1.发现并揭示分子机械力调控T细胞受体(T cell receptor, TCR)识别“非我”抗原及快速激活T细胞免疫功能的分子动力学机制,对深入了解T细胞如何快速识别并清除肿瘤或外来病原体抗原提供了重要的理论依据。而且,该相关研究还进一步揭示了膜蛋白原位动态检测的重要性及生物力学等因素对生物大分子动态构象的重要影响。相关工作已经发表在2014年Cell和European Journal of Immunology上。 

        2.发现并揭示分子机械力调控L2整合素动态构型变化与配体结合强弱关系的分子机制,对深入了解免疫细胞如何适应生理系统中复杂的生物力学微环境并进行有效的迁移及粘附以确保其准确、快速到达炎症或肿瘤区域提供了重要分子机制。相关工作已经发表在Journal of Cell Biology 和Journal Biological Chemistry等杂志上。 
        3.首次成功开发集光、机、电一体化的“纳米-皮牛级荧光单分子生物膜力学探针”,为全面地原位研究膜蛋白的动态分子调控机制提供了一套有效的新型技术平台。 
        4.成功开发基于热噪声涨落的单分子膜蛋白分子动力学检测技术,为原位检测受二维表面束缚(例如细胞膜等)的膜蛋白间瞬态弱相互作用的分子动力学参数。


 

[心路历程]


       当得知自己入选树兰医学青年奖的时候,非常激动和感恩,感谢树兰基金评审委员会对我过去成绩的肯定,特别感谢李兰娟院士、郑树森院士和徐建国院士等前辈们的大力支持和推荐,也感谢我曾经的博士导师Cheng Zhu教授对我长期以来的精心培养。同时,我也倍感压力,和前辈们(例如侯云德院士、曹雪涛院士、饶子和院士、高福院士等)及其他杰出的科学家相比,深感自己不仅在科研水平、学术成果上有着非常巨大的差距,而且在对国家科技教育事业的发展和医学等事业的发展上,我基本上还没有任何贡献。 在此,我希望借助这次获奖,当作鞭策我前进的动力,进一步激发今后的基础及转化科研及教育工作的热情,早日为我们国家的基础科研,特别是生物工程这个交叉学科的发展,以及对重大疾病的诊断、治疗等做出自己应有的贡献。 

       我本科和硕士就读于浙江大学电气工程学院,和生命科学、医学有着很大的距离,从来没有想到现在自己能够在微纳米尺度研究细胞、蛋白质的特性,探索生命的奥秘。当时本科、硕士毕业的时候, 非常困惑,不知道今后的发展方向在哪儿,由于2000年左右,IT产业的迅猛发展,身边的同学大多数都去IT公司。但是莫名的直觉告诉我还要继续在学校深造下去。方向在哪儿,我一直在苦苦的寻找。 一个偶然的机会,让我了解到了生物微机电系统(BioMEMS)的概念,感觉到工程和生命科学的交叉领域似乎很有趣,似乎也很有前途。带着些许的好奇和憧憬,2003年很有幸来到了美国生物工程顶尖学校佐治亚理工学院攻读博士学位,这里还要非常感谢我的导师Cheng Zhu教授给我这个宝贵的机会,让我开始有机会进入生命科学的领域,去体会交叉学科的魅力和无限可能,去学习如何利用工程的手段巧妙地去解决生命科学中传统方法无法解决的重要科学问题。 

       在美国攻读博士及之后的博士后训练期间,对科研最大的感受就是痛并快乐,最大的收获是明白了任何科研的成功都离不开勤奋、刻苦和失败后的坚持,其中坚持最为不易!还记得当时出国学习头几年,由于跨学科学习以及语言上的障碍,一开始还未适应国外高强度的学习和科研的压力,第一年结束时的博士资格考试不幸失败,当时非常沮丧和无助,甚至觉得自己今后的发展就此结束了。感谢当时导师的鼓励让我顶住失败的打击,坚持下来了。通过及时总结失败的原因,并经过充分地准备,顺利通过博士资格考试。还记得博士初期寻找课题的过程中的烦躁,由于跨学科的缘故,进度十分缓慢,眼睁睁地看着身边一起来的同学不断有新的数据产生和新的成果发现,而自己却还在为仪器的设计搭建改进而急躁;没有后来平静的心态,很难有后来单分子膜蛋白原位检测系统的成功搭,不会有单分子检测系统第一次软硬件联调成功时的兴奋,也不会有首次做利用该系统收集到宝贵实验数据时的激动,更不会有利用该系统研发出热涨落膜蛋白分子动力学检测技术论文(博士生涯第一篇论文)被接收时的喜悦。但是,攀登科学的高峰的路途中除了那些成功的喜悦,更多的是挑战、挫折和失败,还有时刻相伴的汗水和泪水。 科研中挑战和挫折不光来自实验无数次的失败,更大的挫折是当你付出你的艰辛之后,论文还是无情地被同行专家据稿。 现在还记得很清楚,第一篇生物发现类论文被据稿后所带来的沮丧之情。当时那边论文是首次利用自行研发的单分子生物力学仪器,研究分子机械力调控整合素与其配体结合强度的论文,经过两年左右年不分昼夜,没有节假日的收集数据,阅读、撰写论文,但最终三轮审稿后还是被细胞生物学杂志无情据稿。这一次的打击真的刻苦铭心,但也正是这次失败,我才真正地明白,如何以一颗平常心对待挫折和失败, 同时也让我清晰地认识到自己和国际顶尖科学家的差距,最宝贵的是这次挫折让我懂得失败后的坚持是那么的宝贵。如果当时轻易地放弃了,也不会有后来在利用自己在交叉学科的特有技术去破解免疫学领域T细胞受体如何识别外来抗原这个重要的基础科学问题,也 不会有后来Cell文章的发表。记得当时博士答辩后,博士答辩委员会的一位教授说,“You‘ve suffered enough, no reason to fail you!”。博士成功答辩后,我开始真正明白科研的艰辛、失败所带来的痛苦是何其的宝贵,攻克失败所带来的成功是那么的快乐,也开始慢慢体会到了凤凰涅槃后的升华。 

       科研过程除了有失败的痛苦和成功的喜悦相伴,道路的选择、利益的诱惑、家庭与事业间平衡等各种困惑一直围绕着我。 记得很清楚博士毕业后,许多学生选择了去更知名的学府继续博士后,或者选择知名公司工作。由于自己手里还有不少工作没有完结,而且新的科研方向关于T细胞抗原识别的课题非常吸引人,选择留下还是和其他人一样去其他更顶尖的学校深造让我十分纠结。当时考虑到家庭的因素,选择了留下。很多人觉得很可惜放弃去名校的机会,可鱼和熊掌永远不能兼得的。 留下后,通过和其他人的精诚合作,通过4-5年的艰苦攻关,充分利用理工科和生命科学交叉的优势和自己特有的技术,终于有幸地破解免疫学T细胞受体如何识别抗原的难题,研究成果顺利地在Cell发表了。 后来回头来看,选择还是正确的。但是最大的收获是学会取舍,学会和别人无私地合作,共享成果。 这些对于科研的成功至关重要。 当遇到困惑的时候,选择左右为难的时候,其实很多时候并没有很清晰地答案,我们能做的是把当前的事情踏踏实实的做好,并花大量的时间去寻找自己真正感兴趣的方向,当没有找到之前,切勿停下自己的前进的脚步。
       正如苹果总裁Steve Jobs说所当你迷茫的时候,“Don't settle, keep looking”, “Follow Your Heart”,从心选择!

       短短10几年的科研历练,让我学会了面对失败后的坚持,学会的取舍,学会了合作;让我懂得交叉学科对于当今生命科学研究的重要。然而更大的挑战还在后面。这里还要再次树兰医学青年奖对我的肯定和激励,我将从这里出发,志存高远,为我们国家的科研事业,特别是和重大疾病的诊治密切相关的基础和转化研究,做出自己的一点贡献;也为国家下一代科学家的培养,特别是交叉学科的人才培养,尽自己一点绵薄之力。 最后希望自己在仰望星空憧憬美好未来的时候,能够脚踏实地一步步的走下去!



[代表性著作]





[获奖者陈伟教授风采]





[提名人]