12 июля.
Университет Сучжоу.
Факультет биологических наук.
В мультимедийном классе.
Собрались сотни студентов.
На улице было лето, и многие студенты уехали домой, чтобы насладиться отпуском.
Но они планировали остаться в университете на это лето, чтобы принять участие в исследовательской группе, созданной профессором Чэн Юем.
Звучит немного нечеловечно быть занятыми даже в летние каникулы, но они были счастливы это делать.
Прошлым летом профессор Чэн Юй создал исследовательскую группу в медицинском отделении и пригласил некоторых студентов принять участие.
Всего через год эти студенты уже завоевали имя в медицинской области и достигли поразительных успехов.
Например, Цинь Шуан, гордая ученица профессора Чэн Юя.
Она только что закончила первый год аспирантуры, но уже успела провести множество операций мирового уровня и занять пост декана Универсальной больницы.
После завершения строительства больницы на 10 миллиардов, Цинь Шуан, безусловно, станет знаменитой в медицинском сообществе!
Еще один пример — Нин Фэн, гордый ученик профессора Чэн Юя.
Он тоже только что закончил первый год аспирантуры и уже стал директором Универсальной медицинской лаборатории.
Другие студенты профессора также нашли прочное место в медицинском сообществе и стали именитыми.
Это еще раз доказывает, что как только вы становитесь учеником профессора Чэн Юя, о будущем можно не волноваться!
В сравнении с этим, что значит не иметь летнего отпуска?
Если они упустят эту возможность, возможно, больше никогда не столкнутся с такой ценной возможностью в своей жизни!
...
Через мгновение.
Чэн Юй пришел в класс.
За ним шли более десятка студентов, несущих различные экспериментальные инструменты, новые книги и конверты.
На кафедре.
Чэн Юй осмотрелся и, увидев, что студенты в хорошем настроении, удовлетворенно кивнул.
Он громко сказал: "Добрый вечер, студенты. Давно я начал несколько исследовательских групп, включая проект по регенерации генов, проект по ремонту генов, проект по языку животных, проект по интеллекту животных, проект по генам палеонтологии и другие.
Вы прошли множество испытаний и наконец стали частью моей исследовательской группы.
Учитывая, что сейчас каникулы, и у некоторых студентов может быть недостаточно средств на жизнь, сегодня я дам каждому из вас пособие в размере 50,000 юаней!"
Как только он закончил, студенты, которые несли вещи, начали распределять конверты и книги.
Каждый конверт содержал 50,000 юаней в новых банкнотах.
Эта сцена вызвала у присутствующих студентов восторг.
"О, Боже! Стипендия в 50,000 юаней? Профессор Чэн такой щедрый!"
"Боже, все мои расходы за четыре года учебы складываются менее чем в 50,000!"
"В классе больше 100 студентов, так что общая сумма пособия составит более 5 миллионов?"
"Я ранее участвовал в других исследовательских группах и заработал 1,000 юаней за несколько месяцев работы..."
"Спасибо, профессор Чэн, вы так щедры!"
...
После выплаты пособия Чэн Юй вернулся к теме и сказал: "Студенты, сейчас я объявлю свои планы на летние каникулы.
В течение дня вам нужно будет участвовать в исследовательской работе.
Конкретные задачи могут включать эксперименты в лаборатории, проведение исследований на местности, поиск информации в библиотеке или написание отчетов.
В 19:00 вы приходите в этот мультимедийный класс, и я буду вести занятия.
Занятия будут длиться 2 часа с 19:00 до 21:00. С 21:00 до 21:30 будет сессия вопросов студентов.
Вы сможете задавать вопросы по теме, написанию отчетов, экспериментам, вопросам, связанным с исследовательской группой и так далее.
На все вопросы, которые я понимаю, я отвечу.
В общем, если у меня не будет дел, я буду вести занятия вечерами. Если возникнет неотложный вопрос, я заранее сообщу вам в группе.
Не могу гарантировать, что приду на занятия каждый день.
Но я буду преподавать вам как минимум пять дней из семи в неделю!"
Слыша это, в классе воцарилась атмосфера воодушевления.
На лицах студентов читался восторг и ожидание.
Многие из них уже участвовали в исследовательских группах раньше.
Содержание таких групп обычно включает в себя исследование проблем, проектирование опытов, их проведение, сбор данных, анализ данных, обзор литературы и написание исследовательских отчетов.
Эти задачи не кажутся сложными. Не говоря о прочих вещах, 50,000 юаней пособия от профессора Чэн — это достаточно, чтобы они усердно занимались проектами исследовательской группы!
И самое главное.
Профессор Чэн заявил, что будет проводить занятия не менее пяти дней из семи в неделю.
Это действительно особое "обращение"!
Сегодня 12 июля, и до начала учебного года 1 сентября остается 50 дней. За все летние каникулы профессор Чэн может провести как минимум 35 занятий!
Вы должны знать, что профессор Чэн — национальный мастер преподавания, будущий академик двух академий и лауреат Нобелевской премии.
Сейчас множество людей тратит большие деньги, чтобы слушать курсы профессора Чэн!
А они... могут слушать столько занятий совершенно бесплатно.
Разве это не привилегия "ученика"?
Кстати, это просто потрясающе!
Все были в восторге.
"О, Боже, счастье приходит так неожиданно!"
"Я никогда не думал, что быть ученицей профессора Чэн принесет столько скрытых преимуществ!"
"Конечно! Прошлым летом, когда профессор Чэн работал в Первой附属医院 Сучжоу, он проводил много частных уроков для своих студентов."
"Я так счастлив! У меня есть ощущение, что этим летом я сделаю огромный скачок в области биологических наук!"
"Это будет не просто быстрый прогресс. После летних каникул мы, безусловно, сможем выделиться в области биологических наук!"
"Это напомнило мне о лете, когда я в старшей школе платил учителю за дополнительные уроки."
"Ха-ха, раньше мы платили учителям за дополнительные уроки, а теперь учителя проводят специальное обучение и даже платят нам за это!"
...
После краткой дискуссии порядок в классе быстро восстановился.
Чэн Юй сказал: "Дорогие студенты, я только что дал вам книгу под названием 'Новое мышление в синтетической биологии'. Это национальный учебник, составленный мной, и он только что был опубликован.
На сегодняшнем занятии я расскажу вам о новом мышлении в синтетической биологии.
Как известно, синтетическая биология — это инженерная дисциплина, использующая инструменты манипуляций с генами для регулирования и превращения жизненных процессов или воссоздания форм жизни.
Она приносит новую надежду для многих приложений, которые либо возникают, либо имеют широкие перспективы.
Возьмем пример из медицины.
CAR-T — это противораковый препарат, стоимость которого составляет 1,2 миллиона юаней за дозу, и он очень популярен.
Эта технология извлекает Т-клетки из крови пациента и, после индивидуальной трансформации, позволяет им обучаться распознавать и атаковать раковые клетки в организме пациента.
Звучит замечательно, но у нее ограниченный диапазон применения и серьезные побочные эффекты, если они возникают — если она ошибается, то может повредить саму себя!
И синтетическая биология.
Есть надежда, что команда клеток CAR-T сможет иметь собственную логическую цепь.
Она сможет судить о том, что происходит в процессе лечения, и атаковать точно, не причиняя вреда невиновным.
В сообществе биологических наук есть такая поговорка.
Клеточная терапия была развита много лет, и я думал, что ничего не получится, но с синтетической биологией надежда снова вернулась.
Кроме того, есть еще один способ борьбы с раком с помощью синтетической биологии.
Это трансформация бактерий!
Если бактерии превратятся в более целенаправленные, умные и эффективные противораковые средства, можно ли действительно излечить рак?
Поскольку универсальная искусственная кровь уже появилась в медицинской сфере, почему не могут существовать универсальные искусственные бактерии?
Если такие бактерии действительно будут, они смогут активировать собственные иммунные клетки организма, заставляя их сопротивляться раку, а универсальные искусственные бактерии смогут помочь в доставке молекул лекарств.
Все, что я только что сказал, на самом деле является новым мышлением синтетической биологии!"
После этих слов студенты в классе осветились.
В наши дни синтетическая биология применяется во многих областях, таких как сельское хозяйство, медицина, материалы, химия, энергетика, пищевая промышленность, производство и механика, и это становится основой нового этапа исследований в области технологий жизненных наук.
В отличие от курса синтетической биологии, который требует заучивания наизусть, новое мышление, о котором говорит профессор Чэн, явно более перспективно!
Студенты будут создавать клетки CAR-T с их логическими цепями и универсальные искусственные бактерии, записывать их в блокноты и подготавливаться к дальнейшим исследованиям.
...
На кафедре.
Чэн Юй сменил тему и сказал: "Я уверен, что многие из вас читали научно-фантастические романы или смотрели фильмы.
Там часто бывают сцены, где люди летят на странные планеты на расстояния в сотни миллионов световых лет, но по-прежнему используют землю для выращивания сельскохозяйственных культур.
С точки зрения наших цветоводов, это можно понять.
Но с точки зрения синтетической биологии это звучит довольно абсурдно.
Возьмем за пример обыденную кукурузу.
Кукуруза на самом деле — это маленький завод.
Этот завод сочетает два самых распространенных элемента в природе — углекислый газ и воду, чтобы создать углевод — крахмал.
Конкретно, эффективность кукурузы в преобразовании солнечной энергии в крахмал очень ограничена.
Чтобы получать солнечный свет, ей нужны антенны, то есть листья.
Кроме того, нужны насосы внизу, то есть корни, которые могут поднимать воду из почвы.
Еще необходимо стебель в центре, который будет поддерживать листья.
Все эти вещи собираются вместе, и они могут стать зерновыми частицами.
Для этого требуется много времени и энергии, но эффективность преобразования световой энергии на самом деле очень низкая.
После сбора урожая этот маленький завод отправляется на свалку.
Как известно, в этом веке появилась новая дисциплина — синтетическая биология!
Она приносит концепцию инженерного мышления в сферу жизненных наук.
Как осуществляется инженерия?
Каждый шаг разбивается на модули.
Просто ставьте модули один за другим, затем соединяйте провода, и все начинает работать, если они правильно соединены!
Простыми словами.
Используя синтетическую биологию, мы можем сократить этапы для сложных природных заводов, таких как кукуруза, и прямо превращать углекислый газ и воду в крахмал!
Во время лекции студенты были очарованы.
Занятия профессора Чэна всегда такие понятные и доступные, в любое время их слушая.
Во время записи они также размышляли в сердцах.
Может ли синтетическая биология действительно превращать углекислый газ и воду в крахмал?
...
Чэн Юй продолжил: "Научная тематика должна действительно соответствовать реальным проблемам, решать настоящие задачи и сочетаться с национальными условиями для поиска новых моделей развития.
Наша традиционная модель — это земледелие.
С помощью сельского хозяйства мы фиксируем углекислый газ в атмосфере, формируем биомассу и синтезируем крахмал.
С новым мышлением синтетической биологии мы можем полностью отказаться от зависимого от земли земледелия и наметить путь к производству крахмала через заводы и индустриализацию.
Посмотрите на большой экран...
Все подняли глаза и увидели изображение, показывающее конкретный процесс и шаги по производству крахмала из кукурузы.
Голос Чэна прозвучал.
"Хлоропласты на листьях растений поглощают солнечный свет и превращают его в форму энергии, которую могут использовать организмы."
"Эти формы энергии через цикл Кальвина могут фиксировать углекислый газ и формировать крахмал внутри растения."
"Это очень долгий процесс, требующий более 60 этапов и от 3 до 4 месяцев."
"Сегодня я использую экспериментальное оборудование для синтеза крахмала из углекислого газа. За весь процесс понадобятся только 11 реакций и 4 часа!"
Когда эти слова прозвучали, в классе раздался гул.
Все студенты были ошеломлены.
Неужели профессор Чэн действительно собирается продемонстрировать синтез крахмала из углекислого газа на месте?
Всего четыре часа? Разве это не слишком преувеличено?
Вскоре они пришли в себя.
Неудивительно, что профессор Чэн попросил студентов принести множество экспериментального оборудования!
Казалось, он действительно собирается провести этот эксперимент!
...
Под внимательными взглядами студентов, Чэн Юй начал эксперимент по синтезу крахмала из углерода.
Он работал с колбами и банками, объясняя:
"Первый шаг — получить водород путем электролиза воды."
"Второй шаг — обеспечить химическую реакцию между водородом и углекислым газом для получения метанола."
"После получения метанола 117 электрической энергии преобразуется в химическую, хранящуюся в метаноле, затем метанол превращается в дигидроксиацетон с использованием биокатализатора..."
"Затем после восьми шагов ферментативной реакции он может полимеризоваться в глюкозофосфат и, наконец, преобразоваться в крахмал!"
"Студенты, я думаю, вы сможете понять эти 11 шагов, верно?
Я обучал вас целый семестр, так что у вас не должно возникнуть с этим проблем."
"В общем, этот эксперимент очень прост, это просто метод преобразования энергии света в электрическую, а затем в химическую, для достижения искусственного синтеза крахмала."
...
Время медленно проходило.
Так как эксперимент еще не закончился, студенты не уснули, а готовились наблюдать за конечными результатами.
Когда 4-часовой эксперимент завершился успешно и крахмал действительно был синтезирован, в мультимедийном классе раздались крики, словно от удара цунами.
Углекислый газ синтезирует крахмал! Это действительно знаковое достижение в области биологических наук!
Возьмем, к примеру, кукурузу. Прежде всего, цикл значительно сокращается. От посева до созревания крахмала требуется около 100-150 дней, тогда как синтез искусственного крахмала можно сократить до 4 часов.
Снижение земельной нагрузки также уменьшает зависимость людей от растений для синтеза крахмала. Второе — это улучшение эффективности преобразования энергии. В процессе роста кукурузы и превращения крахмала требуется более 60 реакций, а эффективность использования солнечной энергии составляет не более 2%.
Искусственный синтез крахмала требует всего 11 основных реакций от начальной световой энергии до конечного преобразования в крахмал, что не только увеличивает эффективность преобразования энергии в 3,5 раза, но и успешно преодолевает ограничения солнечной энергии, повышая эффективность производства крахмала более чем в 8 раз по сравнению с фотосинтезом кукурузы.
Наконец, это увеличение урожайности. Судя по результатам эксперимента профессора Чена, annual starch production of 1 cubic meter bioreactor is equivalent to the starch production of corn planted on 5 mu of land. Согласно статистике Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, почти 1 миллиард человек в мире сталкивается с серьезной угрозой голода. 70%-80% зерна в Китае — это крахмал. Это значит, что из 3 миллиардов тонн зерна, производимого ежегодно в мире, почти 2 миллиарда тонн — это крахмал.
Как только технология синтеза крахмала из углекислого газа будет действительно индустриализирована, это позволит сэкономить более 90% земельных и пресных водных ресурсов и спровоцирует аграрную революцию. Действия профессора Чена принесут пользу настоящим и будущим поколениям!
В конце занятия Чен Ю смущенно улыбнулся:
— Студенты, эксперимент занял много времени, и мне жаль, что я нарушил ваш отдых. Эксперимент, который я показал вам, иллюстрирует применение новых идей в синтетической биологии. Поскольку углекислый газ может использоваться для искусственного синтеза крахмала, что еще можно синтезировать из угарного газа? Какие общие вещи в производстве можно использовать для синтеза?
Технологии меняют мир. Это требует от вас креативного мышления и попыток исследовать новые варианты. Моя задача — обучать вас, отвечать на ваши вопросы, пробуждать стремление к научным знаниям и исследовать суть биологических наук!
Как только его голос замолк, все студенты встали и долго аплодировали!
http://tl.rulate.ru/book/118948/4796036
Готово:
Использование:
