10月24日下午,湖南大学教务处与学生创新创业中心联合主办,生物学院承办的“求是讲堂”第114期在综合楼108报告厅隆重举行。清华大学的肖百龙教授为湖南大学生物学院的学子们带来了一场题为“力受体PIEZO的诺奖研究之旅”的精彩演讲。作为神经科学领域的杰出代表,肖教授曾师从2021年诺贝尔生理学或医学奖得主Ardem Patapoutian教授,他以第一手的经验和深邃的洞察力,为我们揭开了力受体PIEZO的神秘面纱。
肖教授首先回顾了PIEZO蛋白的发现历程,这是一种能够将物理机械刺激转化为生物电信号的分子受体。2010年,Ardem Patapoutian教授的团队首次报道了PIEZO蛋白,这一发现为我们理解如何感知机械力带来了革命性的进展。肖教授及其团队通过不懈的努力,揭示了PIEZO蛋白如何高效感知机械力,以及它们在触觉、本体觉感知等生理病理功能中的重要作用。
此外,肖教授还详细介绍了PIEZO蛋白的机械门控通道的孔道形成亚基,阐述了PIEZO的作用机理及其对未来人类生活的影响。他指出,PIEZO蛋白的发现和研究不仅帮助我们理解了触觉和压力感知的分子机制,还为相关疾病的治疗提供了新的靶点。
尽管PIEZO蛋白的发现已经获得了诺贝尔奖的认可,但肖教授指出,关于PIEZO蛋白如何将物理机械刺激转化为生物电信号的详细机制,仍然有许多未解之谜。他和团队通过建立膜上受力结构解析体系,首次实现了对PIEZO1通道在脂膜上受力状态下的动态结构解析,揭示了其受力形变与脂膜曲率感知的特性,为解答这一核心科学问题提供了重要线索。肖教授严谨求是的态度,也让在场的同学们受益匪浅。
讲座结束后,肖百龙教授还参与了专家面对面环节,为同学们答疑解惑,深入讲解。在此环节,肖教授更加详细地介绍了PIEZO蛋白的工作机理,通过简单易懂的物理数学公式,解释了PIEZO如何通过极小的力进行结构的改变使离子通道打开,以及PIEZO如何实现小力实现相对多的热功率。肖教授指出,主要原因在于PIEZO在展开过程中面积增大,需要相应的力就减少,从而使生命活动低能高效。
紧接着,肖教授解答了关于PIEZO正反馈作用的疑问。他提到,触感的使用遵循“用进废退”的原则,宇航员返回地球后需要卧床休养,原因就在于长时间的太空失重漂浮,导致骨细胞的PIEZO蛋白长时间停滞,引发骨弱化。
对于PIEZO的化学刺激,也有同学提出了疑问。对此,肖百龙教授分享了实验室中的经历:在三百多万次尝试中,才找出了三种会影响PIEZO蛋白构型的物质。尽管历程艰难,肖教授仍在继续坚持研究,势必要找出更优的,真正匹配的化学物质。
活动接近尾声,肖百龙教授也表达了对同学们的期望:尽管科研道路漫长且充满挑战,有时候还需要一些运气,但努力与大胆尝试发挥着至关重要的作用,中国人勤劳能干的品质在这个过程中也十分重要;本科阶段要多到实验室去,大胆发问。
肖教授的讲座不仅是一次科学知识的传播,更是一次对科学探索精神的致敬。他的故事告诉我们,每一个科学发现背后,都是无数科学家的坚持和努力。对于同学们来说,这是一次难得的学习和启发,也是为未来可能的科研道路种下的种子。