西湖大学朱听入选Cell Press“50位启迪未来的科学家”

大学新闻

2024年11月13日

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近日，西湖大学生命科学学院讲席教授朱听，因其在镜像生物学和人工生命系统领域的前瞻性工作，入选《细胞》出版社（Cell Press）“50位启迪未来的科学家”（50 Scientists that Inspire）。

这是由《细胞》出版社旗下各科学期刊编辑提名，评选出全球50位推动创新、跨越学科界限、启迪未来的科学家。

《细胞》出版社
对朱听英文专访链接

www.cell.com/news-do/50-inspiring-scientists-ting-zhu

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朱听，2003年从清华大学工程力学系本科毕业，2005年获得MIT机械工程系硕士学位，2010年在Harvard-MIT健康科学与技术系获得博士学位，之后在MIT地球、大气与行星科学系和麻省总医院从事博士后研究。

2011年，朱听回到清华大学工作，历任生命科学学院助理教授、副教授、教授。2022年全职加入西湖大学生命科学学院，任镜像生物学讲席教授。朱听教授曾获腾讯科学探索奖（2020年）并入选新基石研究员项目（2023年）。

手性（chirality）概念示意

此次《细胞》出版社的评选，将“镜像生物学”这个新名词带入公众视野。

你的左手和右手看似相同，但又明显不同。如果你把双手的手心朝上并保持这种状态，然后把一只手放在另一只手的上面，你会发现，虽然左右手具有相同的特征，但它们并不能重叠，而是互为实物与镜像，这种特性被称为手性（chirality）。

手性广泛存在于自然界，特别是在复杂的生物分子中。大多数生物分子以左手性或右手性的形式存在，分别称为L型（左手性）或D型（右手性）。

分子手性是在160多年前由法国著名微生物学家、化学家路易·巴斯德（Louis Pasteur）首次发现的。令人惊讶的是，这些分子无论是左手性还是右手性，它们的溶解度相同，熔点等性质也一致。

但是，当涉及到生物学时，手性的不同能引起巨大的差异，因为自然界中的生命只偏爱一种手性的分子。例如，酶在与一种手性的分子发生化学反应时最有效，而遇到另一种手性的分子时却往往不起作用。

路易・巴斯德

在生物化学的基本层面上，所有自然界中已知的生命形式，都是基于特定手性的分子机器，由左手性的氨基酸以及右手性的核酸作为基本原件构成。究竟为什么生命会用这种手性，仍是一个谜。或许纯粹是生物演化道路上的偶然，抑或有着我们还不了解的物理或化学原理。有没有可能存在一个镜像的生物世界，其中的生命使用的是手性截然相反的分子？

朱听实验室的研究方向就是从遗传信息中心法则出发，利用化学、生物学等多学科手段构建与天然生物分子手性相反的“镜像生物学系统”。其实验室已初步实现了镜像中心法则中的镜像核酸复制、转录、逆转录等过程，突破了大型镜像蛋白质全化学合成和千碱基长度镜像基因合成、镜像RNA转录的技术瓶颈，开发了镜像核酸测序、镜像DNA信息存储、镜像核酸定向进化、镜像蛋白质测序等技术。

镜像生物学系统概念示意

这些研究不仅有助于科学家理解生命的起源，同时也具有潜在的应用价值。例如，因为人体内的酶不能识别镜像生物分子，所以镜像DNA、RNA和蛋白质能抵抗人体内的酶降解，并在很大程度上避免触发免疫反应，这使得镜像生物分子可能成为治疗疾病的药物。此外，镜像DNA还能被用于信息存储。镜像DNA具有与天然DNA相同的信息存储能力，但能抵抗生物降解，有望成为一种更稳定的信息存储介质。

目前，朱听实验室正在着力构建镜像蛋白质翻译系统以实现完整的镜像中心法则，并尝试拓展镜像生物学系统的实际应用。更多信息可关注《细胞》出版社专访及朱听实验室网站。

朱听实验室网站
zhu.lab.westlake.edu.cn