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近年來，在國際化學(xué)領(lǐng)域的研究中，“生物正交反應(yīng)”無疑是備受矚目的焦點之一。2022年諾貝爾化學(xué)獎的頒發(fā)，更是凸顯了生物正交反應(yīng)在化學(xué)領(lǐng)域的重要地位。

生物正交反應(yīng)的提出和發(fā)展為我們提供了一種前所未有的可能性——在活細胞內(nèi)，通過化學(xué)反應(yīng)精確標(biāo)記甚至操控生物大分子。這一創(chuàng)新方法，為生命科學(xué)的研究開辟了新的途徑，也為治療多種疾病點燃了新的希望，具有很好的醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景。

陳鵬，正是近些年來，我國在生物正交反應(yīng)領(lǐng)域極為活躍的學(xué)者。他與團隊共同努力，在國際上率先提出并發(fā)展了基于化學(xué)鍵斷裂的“生物正交剪切反應(yīng)”，實現(xiàn)了生物大分子功能的原位調(diào)控。這一成果，被廣泛視為基于斷鍵化學(xué)的生物正交反應(yīng)的開端，不僅意味著北大在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域沉淀下濃重一筆，更意味著我國在以生物正交反應(yīng)為代表的化學(xué)生物學(xué)領(lǐng)域已走向國際前沿。

無數(shù)心血、無數(shù)努力，北大科研團隊立足基礎(chǔ)，面向前沿，挑戰(zhàn)未知，攻克難題，為國家發(fā)展，當(dāng)仁不讓。

做從零到一的研究

在陳鵬的辦公室里，有一個柜子，里面裝滿了他記錄各種事務(wù)的筆記本。隨便翻開一頁，密密麻麻的文字間，他的研究就逐漸呈現(xiàn)在人們面前。

陳鵬在辦公室工作

陳鵬的研究可以分為幾個階段：2009年到2013年，主攻生物正交連接反應(yīng)；2014年到2020年前后，從成鍵反應(yīng)做到斷鍵反應(yīng)；2020年之后，開始著力將這些新工具新方法應(yīng)用于腫瘤免疫領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究。

其中，最顯魄力的便是在國內(nèi)外其他研究團隊還在繼續(xù)關(guān)注成鍵反應(yīng)的時候，陳鵬帶領(lǐng)團隊迅速轉(zhuǎn)向，提出并開發(fā)了適用于活細胞的斷鍵反應(yīng)，實現(xiàn)了生物大分子功能的原位調(diào)控。

陳鵬細致地解釋道：“舉個例子，當(dāng)你做成鍵的時候，就像為一個車噴上或紅或綠的顏色，或者加裝車牌，讓它可以被識別，但是車子仍然沒有開動，或者說不受控制。那么斷鍵反應(yīng)相當(dāng)于給車加了開關(guān)，需要的時候可以實時打開開關(guān)，這樣就可以控制車，從而便于對生物大分子的功能進行研究，對生命過程加以調(diào)控?！?/p>

生物正交斷鍵反應(yīng)

隨后，在斷鍵反應(yīng)研究的基礎(chǔ)上，陳鵬帶領(lǐng)團隊接連開發(fā)了基于逆電子需求狄爾斯-阿爾德反應(yīng)（IEDDA）的生物正交“剪切-脫籠”組合，實現(xiàn)了蛋白質(zhì)在活體內(nèi)的高效激活；基于銅催化的脫籠反應(yīng)，用于細胞表面的多種化學(xué)調(diào)控等；并持續(xù)拓展基于這一全新反應(yīng)類型的蛋白質(zhì)激活技術(shù)，應(yīng)用于生物學(xué)機制的深入解析，也應(yīng)用于攻克臨床醫(yī)學(xué)中面臨的難題。

尤其是癌癥。

目前，陳鵬團隊的研究成果已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于抗體偶聯(lián)藥物的制備。他們還克服了活體動物環(huán)境對生物正交反應(yīng)更為嚴苛的制約，探索了在活體化學(xué)驅(qū)動的生物新技術(shù)引領(lǐng)下，從基礎(chǔ)研究到臨床應(yīng)用的貫通創(chuàng)新。他們的技術(shù)也正被用于新一代細胞治療技術(shù)的開發(fā)，并在多種面向臨床的偶聯(lián)應(yīng)用中廣受歡迎。這些活體化學(xué)驅(qū)動的生物藥技術(shù)創(chuàng)新正在為新藥研發(fā)提供強大動力和原創(chuàng)路徑。

活細胞化學(xué)工具箱示意圖

近兩年，陳鵬實驗室將研究重點逐漸轉(zhuǎn)移到探索化學(xué)生物學(xué)驅(qū)動的臨床問題研究方面，尤其聚焦于化學(xué)與免疫治療交叉融合這一尚待開發(fā)的新方向，力求將基礎(chǔ)研究的成果服務(wù)于人民健康的需求。

陳鵬的話擲地有聲：“我希望探索如何把我們發(fā)展的工具應(yīng)用于人類疾病的基礎(chǔ)研究和診療應(yīng)用上……我們認為（免疫療法）這個領(lǐng)域有很多基本的問題還沒有答案。所有免疫治療的核心問題都是要把免疫細胞調(diào)動起來，讓它有效地殺傷癌細胞。而很多病人的免疫細胞沒法調(diào)動起來，其中一個原因是找不到靶子，還有一個原因是被敵方的‘火力’壓制、沒法攻擊。其中的機制非常復(fù)雜，病人的情況因人而異。那么化學(xué)的機會就在于，針對這種個體的因人而異，個性化地研究和調(diào)控免疫腫瘤微環(huán)境?？梢赃@么講，我們希望把組合化學(xué)的概念與生物正交剪切反應(yīng)相結(jié)合，應(yīng)用于免疫治療的基礎(chǔ)研究和療法創(chuàng)新?！?/p>

陳鵬在實驗室工作

而縱觀陳鵬研究的兩次轉(zhuǎn)向，無一不根植于想在在北大這片土地上做出最原創(chuàng)的研究的初心，無一不根植于想為國家、想為人民服務(wù)的希冀。在陳鵬看來，北大科研團隊的目標(biāo)應(yīng)當(dāng)是與世界比肩，“我們代表的是中國最好的學(xué)校和最高水平的科研能力，我們必須要盡可能做到最好?！?/p>

“搭臺唱戲”，前沿意識在一代代間傳承

“正交”一詞的含義在化學(xué)生物學(xué)領(lǐng)域中指的是“互不干涉”，但做“正交”研究，卻絕不能“正交”，而有賴于團隊的通力合作，有賴于一代代化學(xué)人之間默契的對于前沿的追求。

化學(xué)生物學(xué)學(xué)科的誕生，正是基于對前沿科學(xué)問題的深入探索。在20世紀下半葉，生命科學(xué)領(lǐng)域迎來了蓬勃的發(fā)展，化學(xué)學(xué)科也借此契機與生命科學(xué)相互交融，共同在國際舞臺上掀起了一股創(chuàng)新浪潮。與此同時，在國內(nèi)，隨著世紀之交的到來，社會對健康問題的關(guān)注度也日益增加，民眾對健康的更高要求，迫切需要學(xué)界的回應(yīng)，需要學(xué)者們?nèi)膊≡磉M行深入理解，對治療手段進行相應(yīng)革新。

當(dāng)時的北大化學(xué)學(xué)院院長趙新生以敏銳的嗅覺意識到，這一民眾需求與學(xué)界缺位的平衡點，正是催生化學(xué)生物學(xué)這一前沿交叉學(xué)科的好時機，“化學(xué)生物學(xué)一定是一個很重要的學(xué)科發(fā)展方向”。北大化學(xué)學(xué)院的其他老師們也都認同趙新生“一顆心臟（核心化學(xué)）兩個翅膀（材料化學(xué)和生命化學(xué)）”的提法；認同趙新生提出的科研工作最重要的問題之一，是如何開拓全新的研究領(lǐng)域和方向。

隨后，趙新生懷著“一定要做成”的信念，帶領(lǐng)化學(xué)學(xué)院的部分教師，開始著力構(gòu)建化學(xué)生物學(xué)方向的平臺與師資體系：化學(xué)生物學(xué)隊伍薄弱，那就“搭臺子讓后來人唱戲”；從零開始，那就奔走游說各方、力爭更好的平臺和資源。

2001年6月，北京大學(xué)正式批準化學(xué)生物學(xué)系成立；

2002年，陳鵬從化學(xué)與分子工程學(xué)院畢業(yè)，前往國外留學(xué)深造。他走時，北大的化學(xué)生物學(xué)系初初成立，力量薄弱；

2009年，陳鵬滿懷報國志，將一身所學(xué)帶回北大。與他同時期歸來的，還有許多優(yōu)秀的青年學(xué)者，他們的加入，使得北大化學(xué)生物學(xué)系迎來了快速提升期。他們協(xié)力共進，彼此敦促，北大開始在面向世界的化學(xué)生物學(xué)舞臺上角逐。生物大分子修飾、小分子探針、生物正交反應(yīng)……化學(xué)生物學(xué)的邊界在北大學(xué)人的研究中不斷拓展，新的學(xué)術(shù)增長點持續(xù)涌現(xiàn)。

陳鵬獲國家自然科學(xué)獎

現(xiàn)在，陳鵬還多了一層身份——教師。他在做好自己的日?？蒲泄ぷ魍?，還兼顧著為北大化學(xué)生物學(xué)培養(yǎng)下一代青年學(xué)者的重任。

陳鵬說，“給學(xué)生上課是對自己的一個挑戰(zhàn)，要求自己對這一領(lǐng)域的知識有更系統(tǒng)的把握。另外，教學(xué)也是發(fā)掘科研苗子的好機會。”

除了平時的課程教授，陳鵬會利用每周日的時間組織學(xué)生組會，這也是耗費他最多時間和精力的教學(xué)活動。每周日的上午召開所有學(xué)生的大組會，他和學(xué)生們一起討論本領(lǐng)域的前沿動向，分享最新的科研成果，探討重要的學(xué)術(shù)問題，并且每次還會安排兩位學(xué)生進行課題報告，以鍛煉他們的學(xué)術(shù)思維和表達能力；下午則繼續(xù)開展各小組的交流，分組進行研究進展的分享與討論。

陳鵬樂在其中，“其實，我的周日比平時還忙，但是能夠通過組會的形式幫助學(xué)生鍛煉他們的科研能力，尤其是逐步培養(yǎng)他們的批判性思維，還是很值得的。一定要批判性地去看待學(xué)術(shù)問題，我現(xiàn)在一直在強化培養(yǎng)學(xué)生們在這方面的能力?！?/p>

“陳老師十分注重學(xué)生的成長和發(fā)展。”陳鵬的學(xué)生鄭斯齊說，“讀研這幾年，我從陳老師身上學(xué)到了很多，不僅是科研方面，還有嚴于律己?！?/p>

在陳鵬的諄諄教誨下，新的學(xué)術(shù)生命力在北大這方重視基礎(chǔ)前沿研究的樂土上蓬勃生長，為國家，孕育著新的生產(chǎn)力。

懷報國之心，促國家“領(lǐng)跑”

2011年，在國家的支持下，由教育部、科技部、財政部設(shè)計、組織，北大—清華生命科學(xué)聯(lián)合中心成立，旨在體制機制、科研成果、創(chuàng)新人才等方面，作出可以推廣的探索和努力。

陳鵬是第一批入選到北大—清華生命科學(xué)聯(lián)合中心的學(xué)者。這個自主科研實踐的平臺，讓陳鵬朝著“無限的可能”自主成長。

在陳鵬的內(nèi)心深處，國家既是他科研進步的最大物質(zhì)支撐，也是他堅定信仰的精神基石，這份深沉的愛國情懷激勵著他投身于科研的浩瀚海洋，矢志不渝、勇往直前。

“我去過那么多地方，沒有一個地方比得上中國?！?/p>

陳鵬始終憋著一口氣，要為中國化學(xué)生物學(xué)學(xué)科的建設(shè)添磚加瓦，“如果把生命科學(xué)的探索比喻為打獵的話，化學(xué)生物學(xué)科的研究就是為打獵提供‘獵槍’。但是很多時候，我們還是用著‘別人’的‘槍’去‘打獵’，這樣怎么能走到科學(xué)世界的前沿呢？我一直以來的夢想就是發(fā)展屬于我們中國人自己的化學(xué)生物學(xué)，讓化學(xué)生物學(xué)家制造‘獵槍’的名單里，也能有中國人的名字。所以我的團隊，一定要想前人沒有想到的點子，做前人沒有做過的事情，針對挑戰(zhàn)性更強、方向更加前沿的領(lǐng)域進行探索、嘗試和研究。”

陳鵬

與他一樣，懷揣著熾熱的報國之心的青年學(xué)者還有許多，他們共同團結(jié)在北大化學(xué)的旗幟下，合作以求更好地發(fā)展。

“這幾年我們有好幾位很年輕的教授回國后都成長起來，除了各自都有頂尖的訓(xùn)練背景之外，我們之間還會有PI（學(xué)術(shù)帶頭人）午餐會來自由討論研究內(nèi)容，之后在這個基礎(chǔ)上無縫對接合作起來。比如我和同事經(jīng)常一起來指導(dǎo)研究生，我們共同指導(dǎo)的一個工作還發(fā)表在了Nature雜志，這個想法是文章的第一作者在接受我和同事共同指導(dǎo)和討論時萌發(fā)的?！?/p>

在國家的大力支持下，秉著對自己及學(xué)界同仁的充分信心，陳鵬對北大化學(xué)生物學(xué)的發(fā)展前景非常樂觀：“總體來說，我國化學(xué)生物學(xué)研究還處于‘跟跑’階段，但部分方向已經(jīng)達到國際先進水平。我不敢說我們什么時候能全面‘領(lǐng)跑’，但我相信未來5年，我們可以在更多方向上實現(xiàn)‘領(lǐng)跑’?！?/p>

陳鵬常常對自己的學(xué)生說，“要跟隨自己的內(nèi)心，但不論人在哪里，都應(yīng)當(dāng)為祖國的發(fā)展作出貢獻。國內(nèi)，有無限可能?！?/p>

“現(xiàn)在北大有很好的科研設(shè)備和條件，今后大家要努力培植產(chǎn)生原創(chuàng)思想的土壤，關(guān)注引領(lǐng)性的思想是否來源于這里并受到國際的認可，所謂的‘軟實力’，主要就體現(xiàn)在思想的引領(lǐng)性上。”依托于北大傾力搭建起的學(xué)科平臺，陳鵬與他的團隊，正在用雙手，為國家的基礎(chǔ)前沿研究添磚加瓦。

原文鏈接：做從0到1的研究！前沿意識在一代代北大化學(xué)人之間傳承