综述:先驱者:在中国,通过分子动力学模拟和核磁共振技术共同研究生物大分子

《Journal of Molecular Biology》:Pioneers: Growing together with Molecular dynamics simulation and NMR for studying biomacromolecules in China

【字体: 时间:2026年01月25日 来源:Journal of Molecular Biology 4.5

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  施云玉教授是中国计算生物学和生物核磁共振(NMR)研究的先驱,其团队在MD模拟和NMR结构解析领域取得突破。他主导了国内首个蛋白质MD模拟研究组,并推动NMR技术在溶液蛋白结构分析中的应用。曾赴意大利、荷兰深造,获中国科学院院士、世界科学院院士等荣誉,持续指导科研团队。

  
史云宇
中国科学技术大学生命科学与医学部细胞动力学教育部重点实验室,安徽省合肥市230027,中华人民共和国

摘要

我是中国科学技术大学的生物物理学教授。1965年,我从中国科学技术大学物理系生物物理学专业毕业。1965年至1970年,我在中医研究所担任助理研究员。1970年,我加入中国科学技术大学担任助理教授,并于1979年至1981年期间作为访问学者在罗马大学物理化学系工作。我的计算生物学研究得到了De Santis教授的指导,并得到了中国教育部的支持。我的生物核磁共振(bio-NMR)研究则是在罗马大学F. Conti教授的指导下进行的,同时我还在意大利的国家科学研究中心(CNRS)结构化学实验室学习。1981年,我回到中国科学技术大学并建立了一个跨学科研究团队。
1985年和1990年,我在荷兰格罗宁根大学物理化学系访问了六个月,期间在H. J.C. Berendsen教授和W. F. Van Gunsteren博士的指导下学习了蛋白质的分子动力学(MD)模拟技术,在R. Kaptein教授和R. Boelens博士的指导下学习了用于测定溶液中蛋白质结构的异核多维核磁共振实验技术。我们的实验室是中国第一个进行蛋白质MD模拟的研究小组,也是中国最早使用核磁共振技术研究溶液中蛋白质结构的实验室之一。

个人简介片段

童年与家庭背景

我1942年4月出生于中国西南部的重庆市。我的父母来自江苏省崇明岛,该岛位于长江入海口附近,靠近上海。在清朝乾隆统治时期,政府从南京附近的溧阳县和句容县迁移了许多年轻人到崇明岛开垦土地,我的祖先就是这些拓荒者之一。
我的祖父曾在保定军事学院接受过教育。

早期学术生涯

1960年,我进入中国科学技术大学,原本打算学习现代物理学,特别是核物理学。然而,入学考试后,我被分配到了生物物理学系。中国科学技术大学成立于1958年,由中国科学院(CAS)创立,旨在培养顶尖人才以解决国家的科学发展需求。许多来自中国科学院的杰出科学家,如严济慈、钱学森、钱三强、郭永怀和白时章,都在该校担任职务,并最终回到了中国。

研究生涯的开始

我有幸见证了文化大革命的结束,并受益于中国的改革开放。1978年,通过英语水平考试后,我获得了教育部的奖学金,成为访问学者。1979年至1981年,我在罗马大学物理化学系和意大利的国家科学研究中心结构化学实验室开展研究,专注于计算生物学和核磁共振光谱学。分子动力学模拟技术始于20世纪40年代,

研究的扩展

从格罗宁根回到中国后,由于资源有限,我在开展生物分子核磁共振研究时面临诸多挑战。我们缺乏购买核磁共振仪器的资金。直到1994年,在中国科学院的支持下,我的实验室才终于配备了第一台500 MHz的布鲁克(Bruker)核磁共振仪。时任副校长钱林兆专程前往北京争取到了这一支持。从20世纪90年代中期开始,我们开始运用多维核磁共振方法进行研究。

领导职务与贡献

1997年,我当选为中国科学院院士,并于2009年成为世界科学院(TWAS)院士。此外,我还是中国医学科学院学术分会的成员。
1984年至1996年,我担任中国科学技术大学生物系副主任,负责该系的研究工作。1998年,当学校成立生命科学学院时,我成为该学院的首任院长,任期从1998年至2002年。

主要成就

我在生物分子分子动力学模拟方面的开创性工作
我在生物物理学领域的早期研究,以及在意大利和荷兰作为访问学者的宝贵国际经验,对我的研究方向产生了重要影响。在中国政府和学术界领导的支持下,我致力于将先进技术引入中国。这一基础使我能够在生物大分子系统领域开展分子动力学模拟和核磁共振研究。

我相信,随着人工智能时代的到来,人类社会将经历巨大的变革。其影响将不仅局限于自动驾驶和智能港口等领域,还会扩展到生命科学、医学和农业等更具挑战性的领域。特别是在生物物理学、计算生物学和结构生物学领域,人工智能具有巨大潜力,并有望与这些学科紧密结合,发挥更大的作用。

我正式在75岁时从大学退休,如今我83岁了。幸运的是,我身体状况良好,我的实验室也一直在运营。年轻的教员、博士后研究人员和学生们仍在那里工作,这让我感到非常欣慰。我很珍惜与他们讨论科学问题并从中学习的机会,这种热情在我的晚年依然不减。

CRediT作者贡献声明

史云宇:撰写——审稿与编辑,撰写——初稿,监督。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或可能影响本文研究的个人关系。

致谢

我想衷心感谢所有导师和家人的坚定支持,以及多年来与我合作过的同事和学生。我们共同经历的困难、相互鼓励和对学习的执着,丰富了我的学术旅程。
最重要的是,我要向我的研究团队所有过去的和现在的成员表示诚挚的感谢。同时,我也感谢国家同步辐射研究中心(National Center)BL18U1和BL19U1光束线的员工们所提供的支持。
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