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|携手教授“下海”激起产业“浪花”( 三 )


与此同时 ， 东莞与松山湖还全力支持材料实验室进一步加快发展 。 其中包括出台专门政策 ， 支持材料实验室实行符合国际创新规律的新型管理体制和运营机制 ， 赋予材料实验室研究方向选择、科研立项、技术路线调整、人才引进培养、职称评审、科研成果处置和经费使用等方面的自主权 。
另一方面 ， 松山湖以松山湖科学城建设为背景 ， 在材料实验室所在区域打造松山湖国际创新创业社区 ， 成为配套环境一流的“创新创业不夜城” ， 为科学家和创新创业者工作、生活、学习提供多元化的配套 。
实际上 ， 松山湖材料实验室是广东全力探索省实验室建设的一个样本 。 已启动建设的三批10家省实验室 ， 研究范围涵盖网络信息、先进制造、海洋、生物医药、现代农业、先进能源、人工智能等诸多前沿领域 。 依托中科院及高水平大学、研究机构等 ， 汇聚起从两院院士到优秀青年学者等多达数千人的多元化人才队伍 。
科技创新与制度创新并进 ， 项目研究与应用转化并重 ， 可以说 ， 一个着眼未来产业发展 ， 为大湾区建设提供强大科技支撑的省实验室集群呼之欲出 。
创新样本
松山湖材料实验室仿生冷冻团队：
向自然界探寻“冷冻—复活”奥秘
在各类科幻作品中 ， “冷冻—复活”的设定是一个常见桥段 ， 如在漫威系列电影中 ， 美国队长就是在二战时期被冷冻于冰川之中 ， 直到70年之后再次被人发现 ， 从而解冻复活 。
现实生活中 ， 虽然无法达到如此神奇的效果 ， 但是细胞尺寸大小的冻存已可以实现 。 松山湖材料实验室仿生控冰冷冻保存材料团队 ， 就通过研究生物材料冻存的机制原理 ， 在卵母细胞冻存等方面取得了重要进展 。
“直到2017年 ， 所有器官衰竭需要进行移植的人当中 ， 只有不到2%可完成手术 ， 一个重要原因就是器官能否长时间保存的问题 。 ”王健君介绍 ， 在此次抗击新冠肺炎疫情中 ， 有一种干细胞疗法 ， 将干细胞植入危重病人体内 ， 用以修复被损害的细胞组织 。 这种疗法要大面积推广应用 ， 必须有冻存技术支持 ， 从制备到注射之前 ， 要实现大量冻存 。
然而 ， 生活经验告诉我们 ， 将一个活体低温冰冻之后 ， 会变成僵硬的冻块 ， 解冻之后会失去活性 。 这是由于不受控制的冰晶在形成和生长过程中 ， 会对细胞造成损伤 。 那么该如何解决这一问题呢？
在自然界 ， 有很多生物在低温下可以正常生存 。 “2013年12月 ， 我们在新疆沙漠找到一种甲虫 ， 零下30多度 ， 把它从雪里拿出来 ， 几分钟后它就动了起来 。 ”王健君举例 ， 还有阿拉斯加的一种树蛙 ， 甚至在零下50度都活得很好 。
自然界生物冻而复生的“密码” ， 正是生物体内“抗冻蛋白”和“冰晶核蛋白”的相互作用 ， 它们可控制冰晶形成和演变 ， 使生物体免受冰冻伤害 。
“沙漠甲虫体中存在的高活性抗冻蛋白和冰晶核蛋白两类控冰蛋白 ， 表面化学性质都差不多 ， 唯一区别就是尺寸不一样 ， 但是对冰核形成的效果完全不同 。 ”王健君称 ， 学术界另一个争论 ， 在于高活性抗冻蛋白究竟是亲水还是亲冰 。
针对关键问题 ， 研究团队开展了一系列深入研究 ， 他们发现抗冻蛋白两个面具有不同的性质 ， 一面亲水 ， 另一面亲冰 ， 从而刷新了学界对这一问题的认识 。
“抗冻蛋白可以在水和冰之间形成一堵均匀的‘墙’ ， 每一个蛋白都起到控冰作用 。 如果人工去合成这种控冰材料的话 ， 就能让每个材料分子都发挥作用 。 这是研发控冰冻存试剂的目标 ， 因为毕竟要把它用到人体内 ， 希望这类外来物质越少越好 。 ”
厘清了冰的成核以及生长机制 ， 仿生冻存团队开展了后续众多应用研究 。 “我们在松山湖开展的工作方向之一 ， 就是辅助生殖治疗技术中不可或缺的生殖细胞冻存试剂的研发 。 ”王健君表示 。
卵母细胞尺寸大约150微米 ， 约为头发丝1.5倍 ， 个头大、含水多 ， 很难冻存 。 项目团队以小鼠卵母细胞或胚胎为研究对象 ， 采用筛选出的冷冻保存材料配方方案进行冻存实验 ， 评测卵母细胞或胚胎冻存后的复苏率 ， 以及复苏2小时后的存活率等指标 。 初步研究结果表明 ， 团队创制的仿生控冰冷冻保存材料一方面二甲基亚砜含量为零 ， 大大降低材料毒性；另一方面 ， 卵母细胞存活率等各项指标与国外知名企业同类产品相比 ， 均有显著提高 。


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