美国8年级中学生发现潜在新冠疗法 获3M青年科学家奖

  本文授权转载于:美国双博士爸妈(ID:RaiseOurFuture)作者: 程毅博士

  当全球科学家和医学工作者正日以继夜的寻找治疗新冠病毒的有效方法,美国德克萨斯州的一名14岁少女阿妮卡·切布鲁鲁(Anika Chebrolu)脱颖而出,刚刚赢得了2020年3M青年科学家挑战赛冠军以及二万五千美元的奖金。

  因为她的一项发现可以为Covid-19提供潜在的治疗方法。年纪轻轻的她,是怎么做到许多同龄人想都不敢想的任务的?

  机会总是给有准备的人

  根据约翰斯-霍普金斯大学系统科学与工程中心的数据,全球报告新冠肺炎死亡病例已超111万,美国有超过21.9万人因新冠肺炎死亡。

  身为印度裔美国人的阿妮卡就读于德克萨斯州弗里斯科的尼尔森中学(Nelson Middle School)。她在八年级的时候就向3M提交了她的研究项目。

  ▲阿妮卡获奖(来源:youngscientistlab.com)

  但她最初并不打算专注于寻找Covid-19的治疗方法。她原先的目标是利用in-silico的方法确定一种能够与流感病毒的蛋白质结合的先导化合物。

  “在花了这么多时间研究大流行病、病毒和药物发现之后,想到自己居然生活在这样的事情中,真是太疯狂了。”阿妮卡回忆说。

  “由于Covid-19大流行的巨大严重性,以及它在如此短的时间内对世界造成的剧烈影响,我在导师的帮助下,改变了方向,将目标锁定在SARS-CoV-2病毒上。”

  ▲阿妮卡的项目展示(来源:youngscientistlab.com)

  这里简单介绍一些冠状病毒入侵人体的机制。在对 SARS-CoV 和 SARS-CoV-2 病毒的研究显示,在这两个案例中,病毒膜上会伸出一种棘突 (S) 蛋白,与人体细胞表面至少一种蛋白质。譬如血管紧张素转换酶 2 (ACE2) 相结合。

  结合后,蛋白酶(一种将其他蛋白质夹闭成碎片的人体酶)会切断或“修剪”棘突蛋白,以移除其外层节 S1,并露出内层 S2。然后,棘突蛋白 S2 使病毒膜与人类细胞膜融合,让病毒遗传物质进入细胞并开始复制。

  而阿妮卡的研究就是寻找一种小分子,可以通过抑制病毒和配体蛋白质的结合,来治疗新冠。她使用了辅助药物设计的研究人员使用的化学信息学和药物信息学领域的源软件,来筛选和预测可能的抑制剂和预测分子的特性。

  在挑战中找寻自己的使命感

  一年一度的3M年轻科学家挑战赛,被视为美国非常重要的中学科学竞赛之一。名不见经传的她,是如何走上这条道路的呢?

  阿妮卡去年与严重的流感感染作斗争后,就决定参加“3M的青年科学家挑战赛”。阿妮卡说:“去年,流感严重流行后,我便致力于寻找有效的治疗流感疾病的方法。”

  她原来的目标是想找到治疗流感的方法。不过,在COVID-19大流行之后,一切都改变了。

  ▲阿妮卡和父母(来源:Wsvn)

  她说:“我想从3M科学家那里学到更多东西,以追求我的药物开发,并在他们的帮助下,对我的主要候选药物进行体外和体内测试。”

  作为决赛入围者,她与3M公司科学家Mahfuza Ali博士一起工作,后者在整个夏天都一对一地指导了阿妮卡。他们一起将她的想法从概念转变为现实。Ali博士通过科学方法帮助阿妮卡完善了自己的创新,并将她的项目提交给了由科学家组成的评审团。

  每个决赛入围者都经过一系列挑战以及完成的创新成果的评估。今年总共有10位入围决赛的参赛者,但是只有阿妮卡最后胜出,可以看出她的研究课题在疫情下尤其引人注目。在项目的执行和完成上,她也完成的很出色。

  ▲2020年3M青年科学家挑战赛入围者(来源:youngscientistlab.com)

  “最近两天,我看到有很多媒体在报道我的项目,因为它涉及到SARS-CoV-2病毒,这反映了我们集体希望结束这场大流行,因为我和其他人一样,希望我们能尽快回到正常的生活中去。” 阿妮卡在接受采访时如是说。

  强烈的好奇心和求知欲

  3M青年科学家挑战赛的评委辛迪-莫斯博士是这样评价阿妮卡:“阿妮卡具有好奇心,并利用她的好奇心,提出了有关Covid-19疫苗的问题,”

  “她的工作很全面,检查了许多数据库。她还培养了对创新过程的理解,并且是一位娴熟的沟通者。她愿意用自己的时间和才华来帮助让世界变得更美好,这让我们大家看到了希望。”

  ▲阿妮卡展示如何通过生物信息检索寻找潜在抑制剂(来源:youngscientistlab.com)

  在被问到“你觉得最近100年以来最棒的发明是什么”这个问题时,阿妮卡这样回答:

  “我最喜欢的发明是互联网,因为它使我们只需单击几下就可以进行很多探索。我发现它是信息的宝库,它已成为随时随地寻求知识和进行研究的宝贵资产。”

  “我对它如此广阔和深刻感到惊讶,无法想象没有互联网的世界。结合适当的判断和使用,我们可以取得更多的成就,并且每次使用它,我都会对其充满热情。”

  ▲互联网发明者(来源:wikipedia)

  我在这里补充介绍一下,互联网的发明者是英国计算机科学家蒂莫西·约翰·伯纳斯-李爵士(Sir Timothy John Berners-Lee)。1990年12月25日,他成功利用网际网路实现了超文本传输协议客户端与服务器的第一次通讯。

  同样是互联网,你用它来做什么,决定了它将为你带来什么。疫情下的在线教学和远程学习给很多青少年带来困扰,不少中学生甚至出现学习成绩下降、网瘾、社交和心理方面的问题。

  反观阿妮卡,她善于运用互联网和丰富的在线资源,满足自己的好奇心的同时,不断学习和探索自己感兴趣的问题,探索和寻求解决问题的答案,这是科学家具备的素养和精神。

  坚持在该领域深耕

  阿妮卡说,获得最高青年科学家的奖项和称号是一种荣誉,因为所有决赛入围者都有令人惊叹的项目,而且都是非常全面的个人。

  ▲阿妮卡和她的项目展板(来源:youngscientistlab.com)

  但她的工作并没有完成。阿妮卡说,她了解了1918年的流感大流行,并找出了每年美国有多少人死于流感,尽管市场上每年都在接种疫苗和抗流感药物,但她的灵感还是源于挽救那些死于这种病毒的病患。

  她说,她的下一个目标是与那些正在为 “控制流行病的发病率和死亡率 ”而奋斗的科学家和研究人员一起工作,将她的发现发展成一种实际的病毒治疗方法。

  ▲阿妮卡展示药物探索的实验步骤(来源:youngscientistlab.com)

  “我在今年夏天找到一种与SARS-CoV-2病毒的刺突糖蛋白结合的先导化合物的努力,可能看起来只是沧海一粟,但我仍然希望为所有这些努力添砖加瓦,”她说。

  “在病毒学家和药物开发专家的帮助下,如何进一步开发这个分子,将决定这些努力的成功与否。”

  ▲阿妮卡展示潜在新冠药物可能(来源:youngscientistlab.com)

  阿妮卡说:“科学是生命和整个宇宙的基础,我们要全面理解它还有很长的路要走。”

  在被问到15年以后希望从事的职业时,她回答说希望成为医学研究者和教授。

Next Post

给膝关节加“润滑油”究竟是怎么一回事?

周二 11月 3 , 2020
很多膝骨关节炎的患者们都饱受膝关节疼痛的困扰,严重影响了他们的生活质量,但又不愿意或者不需要进行膝关 […]
登录 注册

热门文章