2022年5月22日，“第十一届北京大学生物交叉学科学术论坛”于线上成功举办。本届学术论坛共邀请到11位生物交叉学科领域的顶尖学者作报告，收到了来自全国各高校和研究机构的500多名师生的腾讯会议报名，近50万观众通过北京大学官方抖音、快手、B站、百度百家号、微博和微信视频号观看会议的现场直播。
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百廿北大，学术为先。秉承北大“思想自由，兼容并包”之开创精神，借助科学前沿交叉、融合创新之时代形势，北京大学生命科学学院研究生会于2011年发起第一届生物交叉学科学术论坛，邀请国内多位生命科学交叉领域知名学者进行学术交流。
至今，生物交叉学科学术论坛已成功举办十届，也成为北京大学生命科学学院研究生会在北京大学生命科学学院及北大-清华生命科学联合中心指导下所主办的品牌活动之一，旨在搭建一个高层次、高水平、跨专业、跨学科的生物交叉学科学术交流平台，为北京地区从事生命科学领域研究的师生定期提供学习交流机会。
在过去十届论坛中，我们邀请到百余位生物交叉领域的顶尖学者，累计近5000名来自全国各地的师生在此聆听精彩报告，400余名工作人员及志愿者曾在这里洒下了辛勤汗水。
5月22日是国际生物多样性日，值此研会特别邀请了两位从事生态学研究方向的专家：来自中国科学院植物研究所的冯晓娟老师和北京大学生命科学学院的罗述金老师为同学们带了题为《土壤碳封存：植物与微生物的博弈》与《中国家猫和野猫的遗传溯源》的报告。
生科研会主席罗鼎仪致辞
论坛开幕式中，北京大学生命科学学院研究生会主席罗鼎仪向与会师生介绍了本次论坛的筹办情况，并对致力于科技创新发展的嘉宾、学者和通过直播参会的师生们表示诚挚的欢迎，同时也对大家一直以来对生科研会的信任、关心、包容、支持和帮助表示衷心的感谢，特别感谢北京大学生命科学学院和北大-清华生命科学联合中心的支持和指导，感谢11位嘉宾百忙之中带来精彩的报告，感谢30家兄弟高校和院系的通力合作，以及各位工作人员的辛勤付出，所有与会老师同学们的关注与支持。
致辞最后，他希望与会师生都能在本届论坛中碰撞思维火花、获取学术灵感，也祝愿北京大学生物交叉学科学术论坛能越办越好。
阎锡蕴：纳米酶——新一代人工酶
会议首场报告由中国科学院院士、中国科学院生物物理研究所研究员、中国科学院纳米酶工程实验室主任、中国科学院大学教授阎锡蕴老师主讲。
阎老师介绍了她及其团队在纳米酶发现和应用方面的原创性发现及引领研究，第一次从酶学视角探究纳米材料所蕴含的酶学特性。纳米酶是一类能够在温和或极端条件下催化酶的底物并遵循酶动力学(如米氏方程) 将其转化为产物的纳米材料，它既不同于天然酶，也不同于化学催化剂和传统的有机模拟酶，具有高活性、高稳定性、多功能、低成本等特点。基于纳米构效关系与酶仿生理念，纳米酶从早期随机发现进入了理性设计阶段，不仅合成出了接近或超越天然酶的纳米酶，还提升了纳米酶的选择性，催化类型由氧化还原类拓展到水解酶、裂合酶和异构酶等类型。如今，“纳米酶”已被纳入教科书和百科全书，全球30多个国家的400多个实验室从事纳米酶研究，新品种、新技术和新产品不断涌现，形成了纳米酶新型交叉学科。
冯晓娟：土壤碳封存：植物与微生物的博弈
中国科学院植物研究所副所长冯晓娟老师带来了题为“土壤碳封存：植物与微生物的博弈”的报告。
冯老师将目光聚焦于土壤碳封存的关键科学问题：植物和微生物究竟是谁主导土壤碳积累？以及土壤碳保存机制的差异是什么？传统上认为，木质素主导了土壤中的碳积累，但冯老师的报告指出了一些木质素不稳定的证据，介绍了土壤木质素的分析方法，以及利用单体碳14研究木质素周转，并分析草地土壤剖面单体碳14，发现短链脂肪酸和木质素的周转速度比长链脂肪酸、黑炭短，所以木质素具有不稳定性。因此，木质素并没有想象中的周转时间长，冯老师团队认为木质素不是土壤有机碳积累的关键贡献者。
罗述金：中国家猫和野猫的遗传溯源
北京大学生命科学学院研究员、北京大学-清华大学生命科学联合中心高级研究员、IUCN猫科动物专家组成员罗述金老师作了题为“中国家猫和野猫的遗传溯源”的报告。
荒漠猫等中国本土野猫类群是否与家猫存在基因交流，甚至参与家猫在亚洲本土的驯化，是世界家猫遗传研究领域的焦点。罗老师课题组通过在全国范围内对于家猫以及同域分布的荒漠猫和亚洲野猫进行遗传学样品采集，通过基因组学和群体遗传学的证据，首次为中国地区家猫及野猫类群的遗传溯源、基因交流和演化历史提供了答案。
姚骏：Investigating the pathogenesis of bipolar disorder
清华大学生命科学学院研究员姚骏老师带来了题为“Investigating the pathogenesis of bipolar disorder”的报告。
姚骏课题组的研究主要集中于双向情感障碍症，他们以外周并发症为抓手，比如外周胰岛素障碍与双向情感障碍症有较高并发率，筛选风险基因。利用CIRSPR interference技术，快速构建动物模型，验证风险基因对双向情感障碍症致病的影响。姚老师团队筛选到关键基因Syt7，并研究了此基因所在的分子通路，发现Syt7促进的谷氨酸释放激活GluN2B-NMDARs。当Syt7基因缺失时，谷氨酸不能从侧面释放，导致狂躁表型。
方方：
Perceptual learning: Mechanisms, functions and enhancements
北京大学心理与认知科学学院院长方方教授带来了题为“Perceptual learning: Mechanisms, functions and enhancements”的报告。
知觉学习是指通过反复的训练可以提高我们的感知能力，这种范式被广泛用于研究大脑的发育可塑性。首先，方方教授团队通过多个实验探索了感觉学习可能的机制，发现感觉皮层对于特定刺激的表征会随着训练变得更加的清晰，另外，感觉皮层与决策皮层之间的连接和权重也会发生一定的改变。其次，方方教授团队还通过V3A区域对MT+区域的功能替代、知觉学习减少视觉拥挤效应等实验研究了知觉学习的功能，发现知觉学习可以改变视觉区域现存的一些功能特异性，从而改变对视觉决策的贡献。最后，方方老师团队还发现了双人学习以及特定频率的电刺激等方式可以增强知觉学习。
杨维才：
Molecular mechanisms regulating pollen tube tip growth
中国科学院院士、中科院遗传与发育生物学研究所所长杨维才老师带来了题为“Molecular mechanisms regulating pollen tube tip growth”的报告。
杨老师介绍了被子植物的雄配子体由一个大的营养细胞携带两个精细胞所构成，其中营养细胞萌发为花粉管，引导精细胞运动，使精细胞与营养核一同运动到雌配子体所在的地方完成受精。花粉管的顶端钙离子浓度高，且是一种振荡式生长模式。通过筛选花粉管生长异常的突变体，发现TOD1 (turgor regulation defect 1)突变的花粉管伸长速度很慢，并通过酵母中的实验等证明该基因编码定位在高尔基体中的碱性神经酰胺酶，与细胞膨压变化有关。MAS基因调节体内花粉管生长，编码MLO蛋白，MLO通过SNARE将VAMP携带的CNGC18定位在MLO膜所在位置，从而完成钙离子的运输。
罗敏敏：New Tools for Optogenetics and Gene Transduction
北京脑科学与类脑研究中心联合主任、北京生命科学研究所资深研究员、清华大学教授罗敏敏老师作了题为 ”New Tools for Optogenetics and Gene Transduction”的报告，介绍了其研究团队近期开发的两种新技术。
其一是一种新型光遗传学工具cOpn5。传统光遗传学工具ChR2可以有效地激活神经元，但是对非兴奋性细胞如神经胶质细胞而言激活效果并不理想。这是由于ChR2是一种离子通道，受光激活后可改变神经元细胞膜内外的电势，并借助神经元细胞膜上大量的电压门控离子通道进一步传播神经冲动。然而，神经胶质细胞细胞膜上并没有这些电压门控离子通道，因此无法传播神经冲动。为了能够对非兴奋性细胞进行光遗传学操纵，罗敏敏老师研究团队采用了视觉系统中的感光蛋白Opsin5，利用其下游偶联的Gq信号通路使胞内钙信号升高，实现了对可兴奋细胞和非可兴奋细胞的光激活。该方法具有高度的空间特异性和时间特异性，灵敏、便捷。罗老师展示了该方法对胶质细胞的激活，并检测到了大量ATP的释放。
其二是针对小胶质细胞（microglia）开发的AAV病毒载体AAV-MG。罗老师展示了利用该病毒载体搭载GCaMP或GRAB探针对小胶质细胞进行钙成像与ATP成像的结果。该方法还使得在小胶质细胞中进行特异的基因敲除以研究小胶质细胞中特定基因的功能提供了可能。
许琪：星形胶质细胞谷氨酸转运体——癫痫治疗的新靶标？
中国医学科学院基础医学研究所副所长、北京协和医学院基础学院副院长许琪老师作了题为“星形胶质细胞谷氨酸转运体——癫痫治疗的新靶标？”的报告。
许琪研究组在2016年发现Hsp90介导的GLT1的20S蛋白酶体降解途径。Hsp90在大脑中主要高表达与神经元，星形胶质细胞中表达量较低，而在颞叶癫痫致癫灶的星形胶质细胞中Hsp90表达升高。Hsp90抑制剂17AAG能阻止GLT1过度降解，从而大幅提高GLT1的蛋白水平，发挥抗癫痫效果。但是，在全身给药的情况下，肿瘤组织只能吸收0.5%-5%的17AAG，17AAG作用于其他正常器官，产生毒副效果。许琪研究组从18种公开报道的新型Hsp90抑制剂中，筛选出五种。然后基于细胞的筛选，确定HSP990对Hsp90抑制效果最强。利用食蟹猴颞叶癫痫模型探究，HSP990治疗癫痫的给药剂量仅为治疗肿瘤剂量的1/9。利用这种细胞特异性的表达差异，在Hsp90抑制剂全身给药的情况下，通过控制剂量，可以实现对星形胶质细胞Hsp90的抑制，而减少对神经元的影响。
刘峰：How to make blood stem cells?
中国科学院动物研究所研究员刘峰老师作了题为“How to make blood stem cells?”的报告。
刘老师团队主要利用单细胞、空间转录组学等技术分析斑马鱼尾部造血组织的细胞命运决定机制。他们通过斑马鱼突变体筛选技术，发现klf6a突变后，下游CCL25决定扩增，体外加入CCL25后加速了造血干细胞的体外扩增。寻找促进造血干细胞分裂扩增的环境因子，建立了胎盘特异的标记系统，能追踪胎盘内皮细胞，发现胎盘内皮细胞具有造血功能，并解析了其分子机制。刘老师的研究为解决造血干细胞移植中面临的供体不足和免疫排斥等问题作出了一定贡献。
何万中：
可克隆电镜标记技术实现细胞超微结构的单分子水平定位
中国科学院化学研究所研究员何万中老师进行了题为“可克隆电镜标记技术实现细胞超微结构的单分子水平定位”的报告。
何老师的团队长期以来致力于对细胞形貌进行原位的三维重构，并开发了可克隆电镜标记技术。该技术利用一种在细胞表达的富半胱氨酸标记蛋白，并在其原位上直接合成电镜可见的纳米金颗粒，从而实现在细胞中的分子定位。随后，何老师介绍了该技术的开发历程。首先，团队揭示了一种新的自成核抑制机制可用来在纯化的富半胱氨酸标记蛋白上直接合成纳米金颗粒；其次，团队将该机制优化并推广至在原核细胞中表达的标记蛋白上进行纳米金颗粒的原位合成从而实现单分子定位；最终，团队将该方法拓展至真核细胞，成功地实现了多种亚细胞器的单分子水平功能定位，这包括内质网外模、核孔复合物、纺锤体和内质网内腔。该技术的发明为电镜在单分子水平研究细胞精细结构提供了有力的新型工具。在报告的最后，何老师还分享了一些做原创技术发明的感悟与经验，他鼓励同学们积极拓展知识面，采用多学科交叉融合的思维方式解决前沿问题；同时要耐得住寂寞，敢于探索、不断积累。
杜鹏：植物基因工程在转化医学中的应用
北京大学生命科学学院和北京大学-清华大学生命科学联合中心研究员杜鹏老师分享了题为“植物基因工程在转化医学中的应用”的报告。
杜老师团队的研究针对提高miRNA的表达抑制肿瘤。将植物中的免疫蛋白RDR1蛋白转染至肿瘤细胞系，能够通过影响细胞周期，有效抑制肿瘤细胞的增殖，且该基因的表达主要集中在细胞质，不影响细胞核，具有一定的安全性。机制研究发现，外源转染RDR1后，miRNA表达下调，但如果miRNA的靶位点缺失则不能够抑制肿瘤增殖，且RDR1特异性提高肿瘤中的miRNA是因为肿瘤中的miRNA由2nt的overhang变成了1nt的overhang，RDR1可以特异性地将肿瘤细胞缺失的1nt进行加尾，提高miRNA与靶位点的结合能力。此外，通过体内实验进一步验证了RDR1抑制肿瘤增殖的有效性。
会议截图
论坛过程中，不同生物交叉领域的专家学者从不同角度阐述了不同学科与生命科学融合的成果与进展，与会同学也积极提问，与嘉宾们就具体问题展开了深入探讨。
未来生命科学的研究亟需交叉集成数理、信息、化学、工程与材料等多学科力量，攻关关键性技术，探索变革性技术。
本次论坛邀请国内交叉学科不同领域的专家齐聚一堂，交流学术问题，碰撞思维火花，促进了生物交叉学科之间的交流和互动，加强了不同领域间的相互了解和合作，通过不同领域方法思维的互相启发，共同解决尖端生命科学难题。
本届论坛运用线下会议室和线上直播相结合的方式，让更多的生命科学工作者参与其中，在国内生物交叉学科领域产生积极的影响。
工作人员合影
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供稿 | 北京大学生命科学学院研究生会
