“以化學生物學這一交叉學科的建立為標誌🙇‍♀️〰️，化學與生命科學的二次融合為生物學新功能、新機製的發現和研究提供了新的契機。”2017年11月16日晚，意昂3体育官网化學與分子工程學院教授、前沿交叉學科研究院副院長陳鵬以“化學與生命科學的二次融合”為題向同學們講述了化學與生命科學這兩個領域之間二次交融的歷史，展示了“化學生物學”作為新興學科的魅力與前景，並介紹了自己實驗室所開展的生物正交剪切反應等工作。研究生院副院長姜國華主持並全程參加了講座。

陳鵬教授首先回顧了本世紀以來獲得諾貝爾化學獎的各項研究成果，指出其中相當一部分都屬於生命科學的範疇。通過細致的剖析，陳鵬教授認為🫴🏼，諾貝爾化學獎雖然在很大程度上青睞於生命科學問題的研究，但所授予的獎項要麽揭示了生命過程的化學本質🤽🏿，要麽是基於化學思想的原創生物技術的開發與應用，都與化學這一門基礎學科息息相關。而這一現象也恰恰標誌著學科交叉時代的來臨🖐🏽，並促使人們對化學的學科定義和研究內容進行重新思考。例如，對於化學反應的認識，傳統的觀點不外乎分為在試管燒瓶中進行的反應（即😽：外源反應）和在生物體內進行的反應（即🫄🏼：內源反應）兩大類。而隨著科技的不斷進步☕️，這個界限逐漸變得模糊起來👨🏿‍🦱，很多外源化學反應的發生條件可以與鮮活的生命體系相適應，並逐漸在生命科學的研究中發揮作用🏇🏻。這一進程極大地推動了生命機製的精準研究和靶向調控🧜🏽。

陳鵬教授認為🎨，化學藥物，尤其是抗生素的出現和發展可以看做是化學與生命科學的首次融合。以藥物化學的蓬勃發展為代表🧏🏼👱，化學家在治療各類疾病的藥物開發過程中發揮了關鍵作用🙆🏻，他們與生物學家一道為疾病的治療提供了多樣的靶標和幹預分子🤱🏿。這類藥物的發現、合成或者分離提純都對傳染性疾病的治療具有革命性的意義。

陳鵬教授接著指出🆔💂🏽，受這一巨大成功的鼓舞𓀎，化學家與生命學家的合作愈加頻繁，並不再局限於藥物開發這一單純目標，而是拓展至生命過程的機製研究和精準操控等方向。化學生物學這一新興學科應運而生👩🏻‍🍼，也意味著化學與生命科學第二次融合的開端🧑🏿‍🦳。與藥物化學家重點關註化合物的成藥能力所不同👐🏿📇，化學生物學是一門利用外源的化學物質、方法或途徑☝🏽，在分子層面上對生命體系進行精準的修飾、調控和闡釋的學科🧑‍🦰。它以探索生命過程的分子機製為主要目標🪶，以小分子探針為核心工具，並在生命體系內開展外源的化學反應🧬，從而與傳統的生物化學也區分開來，為化學與生命科學的交叉融合提供了新的維度☎️🚒。目前，專註於化學生物學研究的機構已遍布全球👵🏿，意昂3体育官网化學與分子工程學院也於2001年就成立了化學生物學系，是國內最早開展化學生物學研究的高校之一。

為了進一步展示化學生物學的研究特色與潛力，陳鵬教授以生物大分子的動態修飾為例🧊，介紹了這一前沿交叉領域的研究內容與挑戰👋🏿🌋。作為生命活動的重要物質基礎，蛋白質等生物大分子時刻處於種類多樣、時空特異和雙向可逆的化學修飾當中🙌🏻🧑🏽‍🎓。而由於這些修飾不受生物學中心法則控製🙆🏽‍♀️🧑🏻‍🦼，對其動態屬性的研究目前才剛剛起步，還有很多未知的問題👊🏿。在蛋白質所處的天然環境——活細胞或活體動物內對其進行研究具有極大的優勢。然而🙁，與各種尖端的體外技術相比，在體內研究蛋白質結構和功能的技術還十分匱乏，傳統生物技術如基因突變等方法時效性差🧳，傳統化學小分子則特異性不高或機製不清。究其原因🧑🏼‍🚀，是隨著研究體系向復雜活體逐漸過渡，蛋白質研究技術的特異性、分辨率和動態刻畫能力逐漸降低甚至消失，這些問題亟需新技術的解決。為應對這一挑戰，化學生物學家發展了適用於活細胞的生物正交反應以及能夠定點插入蛋白質的非天然氨基酸擴展技術🧙🏿🙋‍♂️，以實現對蛋白質的非天然編碼標記和在體調控，為在活細胞等環境下的研究蛋白質的修飾及相互作用提供了有力工具🧐。

對於生物正交反應(Biorthogonal Reaction)，陳鵬教授又給予了進一步介紹。這是一類能夠在活細胞或活體動物中特異進行，且不幹擾生命過程自身的化學反應。它的發展和應用使研究者得以在不幹擾生物系統的情況下對生物大分子進行實時♥️🤸🏽、原位的觀察和研究🎵，是化學生物學領域的核心技術之一。 最近，受生成化學鍵的生物正交連接反應的啟發👯‍♀️，陳鵬教授課題組發展了基於化學鍵斷裂的生物正交剪切反應。利用這一反應及蛋白質的非天然編碼技術，他們能夠在活體環境下實現特定蛋白質功能的原位調控與研究𓀙🙌。這些工作標誌著生物正交反應的新趨勢和新應用。

講座結束後，同學們向陳鵬教授提問了有關“非天然生物分子類似物”、在研究中如何避免受到前人的思路幹擾、“癌症預測技術”的準確度等相關問題，陳鵬教授都一一解答。講座在掌聲中圓滿結束👳🏽‍♀️。

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編輯：白楊