Video tổng hợp báo cáo tin tức dựa trên luật sử dụng hợp lý – Fair use for news reporting ((Mạng lưới Dụng cụ Hóa học

Lời nói đầu

Con đường nghiên cứu khoa học của nghiên cứu viên Kiều Tuyết không thể tách rời với "Y học Bắc Đại" từ năm 2003 nhập học, năm 2012 ở lại trường làm giáo viên, năm 2018 sau khi trở về từ nước ngoài thành lập nhóm đề tài, hơn 20 năm qua, chưa bao giờ đi xa. Cô ấy tự giễu mình là một nhà khoa học "rất quê mùa":Trong sự phát triển và phát triển của y học Bắc Đại, lấy thuốc Đông y truyền thống làm đối tượng nghiên cứu, phương hướng nghiên cứu cũng luôn xoay quanh một trung tâm - sản phẩm tự nhiên trong thuốc Đông y.

Nhưng "đất" không có nghĩa là bảo thủ. Nghiên cứu lâu dài về hệ thống phức tạp của thuốc Đông y, khiến cô ý thức được giới hạn của phương pháp nghiên cứu truyền thống. Khi các thí nghiệm dược lý đòi hỏi các phân tử ứng cử viên Gram và dược liệu có hàm lượng rất thấp, các phương pháp tách chiết truyền thống sẽ phải đối mặt với những thách thức lớn. Nút thắt này, thúc đẩy cô chuyển sang sinh học tổng hợp - -Không lệ thuộc vào dược liệu, mà là dùng vi sinh vật "trồng" ra thành phần hữu hiệu của thuốc Đông y.

Con đường này cũng không dễ dàng, lại giúp cô tìm được một loại ngôn ngữ mới, đi kể chuyện xưa về thuốc Đông y.

Từ "Phân tích thuốc Đông y" đến "Tổng hợp thuốc Đông y":

Con đường chuyển đổi cổ chai nghiên cứu khoa học

Khởi điểm nghiên cứu khoa học của Kiều Tuyết là phân tích thành phần hóa học của thuốc Đông y. Do thành phần phức tạp cao của y học cổ truyền Trung Quốc, nhóm nghiên cứu từ lâu đã dựa vào sắc ký lỏng (LC) và công nghệ kết hợp sắc ký lỏng-khối phổ (LC/MS) để phân tích. Nhưng phân tích chỉ có thể "nhìn thấy", không thể "lấy được". Vấn đề nảy sinh khi các nghiên cứu dược lý hoặc lâm sàng yêu cầu đủ lượng hợp chất. Chỉ dựa vào kết hợp chất lỏng không thể lấy được hợp chất mục tiêu, ngay cả khi có pha lỏng chuẩn bị lớn, cũng bị hạn chế bởi hàm lượng tự nhiên của các thành phần mục tiêu trong dược liệu, sẽ tiêu tốn rất nhiều tài nguyên y học Trung Quốc và nhân lực vật lực.

Chính tình trạng khó xử "nhìn thấy nhưng không lấy được" đã khiến bà chuyển sang nghiên cứu tổng hợp sinh học vào năm 2015. Từ đó, nhóm nghiên cứu chuyển từ "y học cổ truyền Trung Quốc phân tích" sang "y học cổ truyền Trung Quốc tổng hợp", trọng tâm nghiên cứu dần dần tập trung vào cơ chế tổng hợp sinh học của các sản phẩm tự nhiên của thực vật và chính thức bước vào lĩnh vực sinh học tổng hợp.

'Sản phẩm tự nhiên LEGO': Những khả năng mới từ sự đa dạng của enzyme

Trong quá trình khám phá cách thức thực vật tổng hợp các phân tử hoạt động, nhà nghiên cứu Qiao Xue đã đưa ra một phép ẩn dụ về hình ảnh - "Lego, một sản phẩm tự nhiên".

Ý tưởng này xuất phát từ một nhận thức mới về chức năng của enzyme. Sách giáo khoa trung học nhấn mạnh "enzyme có tính độc nhất, một chìa khóa mở một ổ khóa", nhưng nghiên cứu thực tế phát hiện, rất nhiều enzyme có "tính dị tạp" (promiscuity) – có thể linh hoạt xúc tác tổ hợp các chất nền khác nhau. Ví dụ, một enzyme có thể kết nối A với B và A với C, và thậm chí tiếp tục kết nối D trên cơ sở AB. Kiều Tuyết nói.

Có rất nhiều "khối xây dựng" chung tồn tại trong tự nhiên, chẳng hạn như glucose, axit cinnamic, acetyl-CoA, v.v. Các phân tử nhỏ này được phân bố rộng rãi và có thể hoạt động như các "khối" được lắp ráp linh hoạt bởi các enzyme thành các sản phẩm tự nhiên đa dạng. Cái tên "Lego" bắt nguồn từ đặc tính mô-đun, có thể kết hợp này. Tính chất này mở ra khả năng xây dựng "các sản phẩm tự nhiên không tự nhiên" - cả hai đều bảo tồn bộ xương tự nhiên và giới thiệu các sửa đổi không tự nhiên để khám phá các hoạt động dược lý tối ưu hơn.

Hạ cánh và thách thức: Bảo vệ tài nguyên từ hoa sen vàng đến thuốc Đông y

Hiện nay, nhóm nghiên cứu đã áp dụng ý tưởng này vào việc tổng hợp nhiều thành phần hoạt tính của y học cổ truyền Trung Quốc. Một trường hợp tiêu biểu là hoa sen vàng - một loại thảo mộc hoang dã của Trung Quốc, nơi khí hậu và thời gian thu hoạch sẽ ảnh hưởng đến các thành phần hoạt động của nó.NameHàm lượng.

Nhóm nghiên cứu Ye Min/Qiao Xue của Trường Dược Bắc Đại đã dành rất nhiều thời gian để phân tích con đường sinh tổng hợp flavonocarboside và làm việc với nhóm của Giáo sư Tsai Menghao của Đại học Công nghệ Hoa Đông để dẫn toàn bộ con đường vào nấm men để đạt được năng suất lên men cao hơn 20 gram/lít. "Điều này có nghĩa là trong tương lai có thể không phụ thuộc vào tài nguyên hoang dã và cũng có quyền truy cập ổn định vào các thành phần dược lực quan trọng."

Qiao Xue nhà nghiên cứu lưu ý rằng loại kết quả này một mặt có thể được sử dụng để nghiên cứu và phát triển các loại thuốc tự nhiên, mặt khác, nó có ý nghĩa rất lớn đối với việc bảo tồn tài nguyên y học cổ truyền Trung Quốc: gần một nửa số thuốc Trung Quốc thường được sử dụng phụ thuộc vào thu thập hoang dã, nếu nó có thể được sản xuất thông qua quá trình lên men để sản xuất các thành phần quan trọng, nó sẽ làm giảm đáng kể tiêu thụ tài nguyên hoang dã. Ngoài ra, các enzyme và các yếu tố điều hòa được tìm thấy trong các nghiên cứu tổng hợp sinh học cũng có thể được sử dụng để nhân giống phân tử, giúp chọn nguồn thực vật dược liệu chất lượng cao.

Các enzyme tổng hợp sinh học làm sáng tỏ các thành phần của y học Trung Quốc là một thách thức về mặt kỹ thuật. "Rất nhiều bộ gen thực vật lớn hơn con người, và tìm ra gen mục tiêu giống như mò kim đáy bể." Nhóm Qiushe rất giỏi trong việc sử dụng chiến lược "phân tích mối tương quan": quan sát những thay đổi đồng bộ trong các hợp chất, chất trung gian và biểu hiện gen mục tiêu bằng cách làm xáo trộn thực vật và thu hẹp phạm vi ứng cử viên. Chiến lược này phụ thuộc rất nhiều vào các kỹ thuật kiểm tra phân tích chính xác.Trong việc lựa chọn dụng cụ, nhóm chủ đề sử dụng sắc ký lỏng và kết hợp chất lỏng như là lựa chọn đầu tiên, và sự hiểu biết về nhiều thành phần y học cổ truyền Trung Quốc thường được thực hiện trên cơ sở các dụng cụ Agilent LC/Q-TOF và 2D-LC/MS.

Nghiên cứu khoa học là điều thú vị mà mọi người cùng làm.

Nghiên cứu viên Kiều Tuyết thẳng thắn nói, mình làm công tác nghiên cứu khoa học, cũng không phải xuất phát từ cố ý quyết định, mà là lựa chọn thuận lý thành chương. Đây là nhờ sự nâng đỡ của thầy cô giáo - Giáo sư Quả Đức An, Giáo sư Diệp Mẫn đã ảnh hưởng sâu sắc đến tinh thần cố chấp và tích lũy sâu sắc trong lĩnh vực thuốc Đông y của cô. "Nghiên cứu khoa học là một việc thú vị, lựa chọn làm thì phải làm cho tốt". Khi đào tạo sinh viên của mình, cô luôn cố gắng tạo ra bầu không khí nghiên cứu tự do, cởi mở, khuyến khích họ dũng cảm bước ra khỏi vùng thoải mái, duy trì tò mò về những thứ mới, công nghệ mới. Trong quá trình thí nghiệm, sự thông minh, chăm chỉ và bền bỉ của sinh viên là động lực quan trọng để đề tài tiếp tục được đẩy mạnh.

Nghiên cứu của Kiều Tuyết cũng không thể tách rời sự ủng hộ quý báu của các nhà hợp tác, đồng nghiệp và các chuyên gia kỹ thuật An - ga - ni - xtan, ý kiến mang tính xây dựng của họ trong nhiều lần giao lưu đã cung cấp gợi ý quan trọng cho đề tài thúc đẩy, bà rất cảm ơn đối với việc này.

Hướng tới tương lai, "Thuốc Đông y tổng hợp nhiều thành phần".

Nghiên cứu viên Kiều Tuyết mong AI có thể phát huy vai trò lớn hơn trong các khâu khai thác gen, thiết kế enzym, thúc đẩy đổi mới mô hình nghiên cứu sinh học tổng hợp thực vật. Trong tương lai, có thể thông qua quá trình lên men vi khuẩn kỹ thuật, sản xuất "y học cổ truyền Trung Quốc tổng hợp đa thành phần" phù hợp với thành phần của y học cổ truyền Trung Quốc, để y học cổ truyền Trung Quốc tránh khỏi những hạn chế của khí hậu, đất đai và chu kỳ thu hoạch, cung cấp một giải pháp mới cho việc sử dụng bền vững tài nguyên.