本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
上个月,来自加利福尼亚州圣地亚哥的 17 岁少年陈同学 (Eric Chen) 成为谷歌科学展览历史上第三位特等奖获得者。评委们授予他 5 万美元奖金、加拉帕戈斯群岛 10 日游、一年的导师指导以及其他奖项。在颁奖典礼结束后于谷歌总部举行的一次会议上,陈同学谈到了他是如何创造出 6 种新型流感候选药物,以及为什么更多的孩子应该进行研究
是什么启发了您的项目?
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我住在圣地亚哥,美国 2009 年 H1N1 猪流感的首批病例就发生在那里。那时我意识到流感不仅仅是一种良性病毒。它可以杀死很多人。我开始跟踪流感新闻,我眼睁睁地看着情况变得越来越糟。我想,“为什么我们不能利用我们指尖的新计算机能力来加速药物发现并找到新的流感药物呢?”
您的第一步是什么?
我知道我想做一些计算研究,所以我寻找了一个可以工作的计算实验室。我遇到了加州大学圣地亚哥分校的 Rommie Amaro 博士,她愿意让我在她的实验室工作。因为这个领域对我来说是全新的,所以最初的许多步骤都是弄清楚这个领域是关于什么的,我可以在这个领域使用哪些可能的工具,以及我如何实施它们。
您决定寻找能够靶向病毒内部特定蛋白质并从根本上解除其武装的化合物。但您以一种新颖的方式进行:将计算机研究与生物研究相结合。
我有点在计算机实验室和生物湿实验室之间来回奔波。我首先使用计算机筛选了近 50 万种化合物的库,并将其减少到前 237 种。然后,我将这 237 种化合物带到生物实验室,并实际测试了它们对流感靶点的活性。因此,我使用计算机模型进行预测,然后进行生物学测试来验证计算测试的结果,然后我回到计算实验室,思考如何进一步发展这些发现。我最终得到了 6 种顶级抑制剂。
您使用的一种策略称为分子动力学模拟。它是做什么用的?
它使用超级计算机能力来模拟 [流感] 蛋白质的每个原子在溶液中的运动。以前,科学家们使用晶体结构,这些晶体结构是同一蛋白质的静态快照。
通过分子动力学模拟,您可以查看蛋白质中所有可能的口袋,您可以在其中构建抑制剂,以及这些口袋出现的时间比例。这非常重要,因为您希望在继续寻找堵塞它的东西之前,真正全面地了解您要靶向的目标。
您项目的下一步是什么?
这些仍处于药物发现管道的早期阶段。我还没有做过任何动物研究。我现在正在做的是优化这些抑制剂,赋予它们良好的类药特性。首先,它们必须非常非常有效,但它们也不能有毒——您不希望您的药物杀死的是人而不是流感。
您有任何制药公司的兴趣吗?
实际上,我有。我通过加州大学圣地亚哥分校获得了这些化合物的专利。
您可能会追求哪些类型的职业?
我现在正在考虑两种不同的可能性。一种是成为大学教授,因为我喜欢教学。这将使我可以同时进行研究和教学。
另一种可能性是经商并成为一名企业家。我已经看到了进行这些跨学科方法的力量,我认为能够将这种力量带入商业领域将是很棒的。
您还对年幼的孩子做了很多科学普及工作,帮助学校设立科学展览会和科学奥林匹克竞赛。这对您为什么重要?
自从我 15 岁以来,我就非常有动力去做研究,正因为如此,我克服了重重障碍,例如给我不认识的教授发电子邮件。但是很多年幼的学生,他们害怕尝试。他们在科学领域看到了很多障碍,这真的让他们远离了这个领域。
我真的想深入挖掘这样一个想法,即当您进行科学研究时,您正在做一些以前没有人做过的事情——我感觉这对我自己来说是一个非常重要的想法。如果我能让他们体验到那种发现的感觉,他们有望在未来愿意面对障碍。而且做研究不仅仅是停留在该领域的东西。即使他们决定将来不从事研究,他们也将获得诸如沟通技巧、分享想法和思维过程的能力、如何解决问题、面对障碍的意愿等。这些都可以应用到他们一生中选择的任何领域。
更新:2013 年 12 月 10 日,陈同学继续在年度 西门子数学、科学与技术竞赛中获得特等奖。该奖项为他赢得了 10 万美元的奖学金,并因其“杰出的跨学科研究方法”而受到评委的称赞。