凝心聚力 开拓创新

——访生物科学与技术学院秦晓春教授团队

时间:2024-04-03     来源:生物科学与技术学院     作者:杨嘉蕊    查看:1764   

近日,由秦晓春教授负责的“陆生高等植物PSI-LHCl复合物结构及其适应陆地光环境的关键位点”项目获得国家自然科学基金立项。项目主要围绕植物中PSI-LHCI复合物的结构与功能开展,关注了LHCI之间和PSI核心复合体之间的能量传递以及位于连接位置上的红色叶绿素的功能,并提出了破解植物PSI–LHCI的结构和功能之间关系的新思路,也给出了解决该问题的技术路线。该项目的顺利进行将为植物光能的高效利用及光合作用的人工模拟等方面提供新的思路和途径。

与时俱进 统筹发展

该项目所选课题与时俱进,人类与自然相互依存和绿色发展理念相符合。在人类生存的环境与生态系统中,绿色植物起着至关重要的作用。在当前形势下,随着工业化进程不断加快和城镇化水平不断提高,我国所面临的环境污染问题可能会更加严峻。绿色植物对于缓解环境污染有着重要的作用,它们可以吸收二氧化碳、净化空气、调节气候,另外对人类身体健康也有益处。绿色植物的生存依赖于光合作用,光合作用利用太阳光能将二氧化碳和水合成有机物并释放出氧气,从而为地球上几乎所有的生命活动提供有机物、能量和氧气,被诺贝尔奖委员会评价为“地球上最重要的化学反应”。绿色植物的光合作用通过两个光系统———光系统II(PSII)和光系统I(PSI)———串联在一起完成能量催化转化的初始步骤。因此,对于陆地高等植物光系统结构的解析以及它们适应陆地复杂光环境的研究是十分具前瞻性和发展力的。科学求真 精益求精

本项目以“苔藓植物PSI-LHCI与被子植物PSI-LHCI的结构差异及其在被子植物适应陆地生活中的作用”作为关键科学问题,分别解析苔藓植物门角苔纲植物———芽孢角苔(Anthocerosangustus)与苔纲模式植物———地钱(Marchantiapolymorpha)的 PSI-LHCI结构,明确指出苔藓植物 PSI-LHCI与被子植物 PSI-LHCI结构差异的关键位点,研究关键位点的功能,揭示 PSI-LHCI结构与进化的关系、结构与光环境适应性的关系、影响远红光吸收的结构基础。

第一次知道 LHCI的存在是Arntzen小组在20世纪80年代早期取得的开创性成果。该复合物在功能和结构上与PSI核心复合物相关联,以在维管植物豌豆的叶片中形成天然PSI–LHCI超级复合物。过去四十年里,在加深对来自维管植物的PSI–LHCI超级复合物的结构和特征,以及有效的光收获和转换机制的理解取得了巨大的进展。但是,许多关于LHCI与PSI核心复合体关联的信息,比如组成LHCI的每个Lhca的数量和位置,以及它们在PSI–LHCI超级复合体中的组装模式仍然未知。直到2015年,秦晓春教授作为主要完成人在Science发表了豌豆2.8魡分辨率PSI–LHCI晶体结构,该项工作被评为2015年度中国生命科学领域十大进展。随后Nelson的小组通过Fe4S4团簇的异常衍射重新确定了一个2.8魡PSI–LHCI结构,并将分辨率提高到2.6魡,去年秦晓春教授指导的研究生又将PSI–LHCI结构的分辨率提高到了2.4魡,是目前为止最清晰的PSI–LHCI结构。

仰望星空 脚踏实地

秦晓春教授团队秉持着“脚踏实地,仰望星空”的态度,通过坚持和努力,将生命科学的故事更好的讲给大家听。在人们眼中,科研是一条孤独且未知的探索之旅。但是,面对这份孤独,团队成员们静得下心,沉得住气,克服了内心懈怠和享乐的欲望,做到了心无旁骛、凝神聚力,为项目的发展尽心竭力,贡献了自己的力量。在此次项目的研究过程中,秦晓春教授团队通过对相关数据分析及验证,最终将解析苔藓类植物PSI-LH-CI结构及挖掘其适应陆地光环境的关键位点。

未知令人着迷,面对这份未知,科研工作者们用尽毕生所学来奉献社会。科研是揭示自然的奥秘,促进国民经济建设的重要活动。科研工作者对于科学有着独特的热爱和追求。如果对科学没有兴趣,那做科研只是为了生存和得到生活保障;如果对科学有浓厚的兴趣,就会从中找到乐趣,并为之努力。

    “我们应敢于有梦,勇于追梦,勤于圆梦,大量的阅读和学习领域内的相关文献,才能做到厚积薄发,一鸣惊人。”梦想很重要,做科研也要有梦想。有梦想才会有努力的目标和方向。有了梦想,就要为之付出努力,在采访过程中,实验室的成员曾提及,秦教授专门找一位书法老师提了个勉励的字画,“敢于有梦,勇于追梦,勤于圆梦”,这句话让成员们有归属感,让他们能感觉到自己是在为这个团队而奋斗,让他们在目标中成长、进步。参与此次项目的学生感慨道:“这句话可以作为我们实验室的座右铭,挂在我们实验室墙上,鼓励着我们。”
    齐心协力 共创佳绩
    一个优秀的团队离不开团队成员之间的默契配合。就像一句谚语所说的那样,“一个人可以走得很快,但一群人能走得更远。”团队成员在平时的实验过程中都勤勤恳恳,一起克服困难,才能申请到这个国家级的项目。世界上并没有完美的人,每个人都有自己的缺陷和优势,都有自己擅长的地方,对于个体的不完美来说,团队合作是弥补这一缺陷的绝佳方法。团队合作可以调动团队成员的所有资源和才智,并且会极大程度上驱除所有不平等和不公正现象,它必将会产生一股强大而且持久的力量。因此,要想取得胜利就需要有一个良好、完美的团队合作精神和作战方法才能取得最终的胜利!
    立足实际 展望未来
    自然是人类的摇篮,人类只有在与自然和谐相处中才能得到真正的生存与发展。我国是世界上最大的发展中国家,在今后相当长时间内,中国仍将处于工业化进程中,由此产生的环境问题将会越来越备受重视。绿色发展是中国可持续发展战略的极其重要的组成部分,绿色植物的重要性显而易见。光合作用是绿色植物最重要的生命活动之一,也是一项非常复杂的过程,因此研究光合作用对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义。光合作用在生态系统中扮演着十分重要的角色,与其他生命活动相互交织,形成了一个完整的生命体系,促进了生物多样性和生态系统的稳定性。
    伴随着信息科技革命的浪潮,生命科学和生物技术的未来也展现出不可限量的前景。越来越多的人们已经认识到,一个生命科学的新纪元即将开始,并将对科技发展、社会进步和经济增长产生极其重要而深远的影响。生命科学被认为是21世纪最活跃的学科之一。生命科学和生物技术将会极大地应用于国家的农业、工业和安全。“生命科学是一个神秘的学科,有太多令人着迷的故事,这个故事很长,当然,我们也一直在路上。”有着如此之多的有志之士,相信生物科学的发展之路前景将会无比广阔,生物技术的未来将会熠熠生辉。
    本次项目的立项说明了“陆生高等植物PSI-LHCI复合物结构及其适应陆地光环境的关键位点”课题申报价值高,对于进一步了解光合作用工作机理大有帮助,具有一定的创新、科学和实施性,为学院向前发展的宏图添加了浓墨重彩的一笔。

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