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带你走近物质科学——核酸的两个世界
2023-04-24

1216日晚,由南开大学化学学院、天津市化学会和南开大学化学科普基地联合推出的带你走近物质科学系列科普讲座的第二十五期核酸的两个世界成功举行,南开大学化学学院青年学术带头人、博士生导师、国家四青人才郭玮炜研究员带来了一场解读当下热点问题的科普讲座,该讲座旨在介绍天然核酸的生物功能以及合成核酸作为一种可功能编码的先进构筑单元在发展智能生物材料和解决生物传感、信息存储等应用问题中的意义,引导青少年学生关注了解核酸的生物化学性质,激发同学们对核酸基功能材料和应用体系的科研兴趣。

 

首先,郭玮炜研究员从自然界中的核酸开始科普,并从人们在过去三年与新冠疫情的斗争中有广泛生活体验的测核酸经历开始,引入核酸话题。从什么是核酸?核酸在哪里?为什么要测核酸?等问题开始,向同学们介绍了核酸检测的基本过程、新冠病毒的结构和感染过程,向同学们讲述了核酸检测的意义和核酸作为病毒遗传物质的基本内容,并探讨了病毒介于生命体及非生命体之间的生物学特性,进而引申出核酸作为生命圈各种类型生命体的遗传信息载体的生物功能及其分子结构性质。

 

随后,为启发青少年学生兴趣,郭玮炜研究员还简单介绍了生命演化过程中“RNA世界假说的基本内容,进而过渡到人类手中的核酸世界这个话题,介绍了核酸的分子结构,特别强调了核酸分子可通过序列编码存储巨量信息、形成丰富多样的结构并展现多样化功能的特点以及核酸分子在新型智能生物材料领域的应用。郭玮炜研究员从美国科学家Seeman教授的启发性工作开始,梳理了核酸构建人工结构材料的发展历史,并简要介绍了基于不同应用场景至今已经开发的多类型核酸结构和材料,如可特异识别特定目标分子的适配体结构、可催化特定反应的核酸酶(DNAzyme)结构、可执行预定功能的核酸分子机器等,还提及了DNA计算、DNA信息储存等近期学术界研究热点。

 

在讲座的最后,郭玮炜研究员介绍了其所从事的利用核酸构建智能软材料并用于传感与生物医学应用领域的部分内容和课题组工作的前沿进展。郭玮炜研究员期待能带领青少年朋友们认识到核酸这种在地球上广泛存在又具有多样化性质的生物分子的独特魅力,并希望激发起青少年同学们未来投身相关领域的研究兴趣,激励同学们为国家在该领域的激烈科研竞争中占据优势地位做出自身的贡献。至此,本次讲座取得圆满成功。


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