优秀!广以毕业生刘静一作发表SCI封面论文
近期,广以2018级本科毕业生刘静(现为魏兹曼科学研究所研究生)以第一作者身份在生物学SCI期刊《Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics》发表以 “Do “Newly Born” orphan proteins resemble “Never Born” proteins? A study using three deep learning algorithms” 为题的论文,并被选为当期封面。毕业于清华大学化学系的袁荣卿为共同一作。
在研究中,二人带领团队利用深度学习算法探索了“新生”蛋白(又名“孤儿”蛋白)的折叠潜力,改变了人们对新蛋白质形成方式的理解,为进化概念注入新思考。本次发表不仅彰显了广以毕业生在科研之路上愈加坚实的步伐,也是广以夯实创新人才根基的生动注解。
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AI助力 大胆创新
该科研项目始自2022年。当时还在广以读大四的刘静经过两轮面试,获得了魏兹曼科学研究所科研实习的机会。Joel Sussman 教授和 Israel Silman 教授为由四名中国学生组成的小组授课,刘静便是其中之一。
在线课程期间,刘静注意到一项来自捷克科学家的研究,跟团队分享过后,大家都很激动。该研究打破了长期以来科学界的普遍认知,揭示了新的蛋白质不仅可以产生,而且可能至关重要。带着强烈的好奇,这群“科研萌新”决定跟着两位导师启动新探索,拨开“孤儿”蛋白质的迷雾。据他们所知,这是该领域首批系统性研究之一。
经过深入讨论,该团队决定利用三种不同的深度学习算法——AlphaFold2、RoseTTAFold和ESMFold——来探索“孤儿”蛋白质的折叠潜力,并进行比较。
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研究选择了七个“孤儿”蛋白,其中两种没有确定的结构,另外五个被预测为含有较为紧凑的结构,除了两个蛋白的Alphafold2预测结构有所不同。三种预测算法都对蛋白HCO_11565做出了高度相似的预测——这表明准确率非常高——以至于该期刊在封面上展示了这三个3D结构。
新发现的孤儿蛋白具备未知的生物功能,未来可能会在许多领域得到开发,如塑料切割,清洁能源,疾病治疗等。
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刘静
回过头看,刘静觉得最大的挑战来自于“想法”。“当我们面对很多信息的时候,怎么从中发现有用蛋白质的线索、如何把各种小发现联系成为一个完整的故事,这个最难。”
有了想法之后,接下来便是探索,沉浸,坚持。在这个由神秘蛋白质片段构成的世界里,刘静肆意徜徉,从传统的計算分析,走向最新的深度学习算法,一步步发现科研曲径通幽的惊喜。
结果并没有那么重要,“生命本身就很有魅力,做研究的过程最有趣”,她坦言。
初心不改 广以启梦
爱观察爷爷种的花,痴迷于爸爸送的显微镜,刘静对生物的热爱,自年少便已萌芽。高考过后,为了追寻心中的科研殿堂,她果断选择了广以。她表示,广以的中外合办性质符合她出国深造的预期,崭新充足的实验设备更是硬件保障。
本科四年,广以开放包容的教学环境,培养了刘静由问题驱动的思维方式。“比如上进阶遗传学时,我会想象如果自己在做实验,课上哪些模型用得上?这些模型能应用在哪些情景?” 一次次的反向思考将 “所学”衔接至“所用”,也帮助刘静在面试魏兹曼科学研究所时,流利应对实验情景设计题,成功斩获梦校offer。“
我在本科碰到的导师都很愿意倾听我的意见,并与我讨论,跟我在其他大学就读的很多同学的导师不一样,” 提及广以,刘静满是感激。
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广以实验室
大三开始,她加入徐新鹏教授的细胞动力学研究组,亲身体验到了科研解密的乐趣。
“广以帮助我培养了很多基础科研能力,比如如何寻找、阅读、整理文献,批判性探讨,如何设计课题等。”走过本科坚实的基础,如今正在读研的刘静有了更多独立科研的机会,她会继续在生物学领域深耕,为后期读博做好准备。
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