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【攀“研”者】之二:他眼中的“小酶好”,竟是这么有用!

作者:赵艳敏 贾琳  来源:科研处 编辑:孙旭涛 浏览量: 日期:2023-04-30

编者按:为进一步激发人才创新活力,以创新驱动助推高水平应用型大学建设,党委宣传部(新闻中心)、科研处联合打造推出许院故事——“攀‘研’者”专栏,聚焦一线科研工作者,讲述攻难关、攀高峰的故事,展现敢于拼搏、创新求实的精神,今天推出第二期——何伟伟。

他眼中的“小酶好”,竟是这么有用!

他,从小就有一个科学家的梦,这个梦像一颗种子,埋在心底,陪伴他走完从小学到博士、再到出国访学长达20余年的求学之路。2010年7月,他从国家纳米科学中心毕业,来到我校任教,那颗梦想的种子也随之开始发芽、开花。他,就是我校化工与材料学院(表面微纳米材料研究所)何伟伟教授。

跨界合作迎挑战



“纳米酶是一类可模拟生物酶催化活性的纳米材料,具有很多天然酶不可比拟的优势,在生物分析、疾病诊断和治疗等领域表现出重要应用前景。”说到纳米酶,何伟伟有说不完的话题。聚焦国际研究前沿和国家重大战略需要,发挥纳米催化材料的关键作用,开发不同种类的纳米酶并把其应用到生物医学和环境治理中,十几年来,这一直是何伟伟研究的重要课题。帕金森病是第二大常见的神经退行性疾病,我国65岁以上人群患病率大约是1.7%,至今确切病因不明。近年来,德国著名学者研究认为,通过抑制病毒样α-突触核蛋白的扩散能减轻发病,那么如果可以找到一种能够有效降低氧化应激水平且生物兼容性好的纳米材料,也许就能抑制病理性α-突触核蛋白的扩散。

针对这一跨学科交叉的挑战性难题,何伟伟和他的团队、郑直教授结合前期在贵金属纳米酶方面的多年研究积累,与美国约翰斯霍普金斯大学医学院毛晓波教授、清华大学化学系李艳梅教授合作,设计了一种具有良好生物兼容性的PtCu合金纳米酶,进一步建立了α-突触核蛋白预制纤维体诱导的帕金森疾病模型,第一次发现并证实纳米酶可以阻断α-突触核蛋白的扩散,为纳米酶在帕金森疾病治疗中的应用提供了新策略。该研究关于纳米酶在阻止α-突触核蛋白的应用有望为阿尔茨海默病等其他神经退行性病变提供治疗和预防参考。值得一提的是,该研究工作发表于纳米材料领域国际知名期刊《Nano Today》,我校本科生毛远洋与清华大学博士并列作为本论文的共同第一作者。

让植物产量更增产



何伟伟教授总是鼓励我们,在做科研选题的时候一定要契合国家重大需求,解决人民热切期盼的问题”,何伟伟团队的教师说到,除了生物医学,何伟伟还尝试把纳米酶应用到植物生长方面。

抑制植物生长发育的一个重要因素就是盐诱导渗透胁迫,它是以活性氧(ROS)积累为特征的氧化应激。为了缓解ROS引起的氧化损伤,植物通常依赖于酶或非酶的抗氧化防御系统。天然酶具有较高的活性来消除活性氧,但它们通常只减少特定的活性氧物种,如过氧化氢酶只对双氧水的消除非常有效。因此,寻找具有高抗氧化效率和良好生物相容性的类酶材料来对抗盐诱导的氧化应激,对于保持作物产量,提升农业安全具有较为重要的意义。

何伟伟教授带领团队,与城市环境学院蔡林林博士合作,开发了一种制备简单、具备广谱抗氧化活性与良好生物相容性的碳点纳米酶,明晰了碳点纳米酶具备优良抗氧化性能的内在机制,综合分析了短期和长期盐胁迫中植物的生理生化指标以及形态学参数,验证了碳点纳米酶帮助豌豆与杜仲两种不同的植物的抵抗盐胁迫效果,为农作物防治盐胁迫诱导的氧化应激损伤提供了新策略。

该项工作以“多机制协同抗氧化碳点纳米酶用于缓解植物盐胁迫损伤”(Multimechanism Collaborative Superior Antioxidant CDzymes To Alleviate Salt Stress-Induced Oxidative Damage in Plant Growth)为题发表在美国化学学会旗下期刊ACS Sustainable Chemistry & Engineering。

激活科研育人全要素



是科研路上的攀登者,也是学生成长的引路人。除了自身科研外,何伟伟也经常在课堂内外指导学生,带领他们了解科研过程。

想法太多?讨论一下!意见不统一?讨论一下!项目遇到困难进展不动?讨论一下!小组会变成了何伟伟和学生们的日常。在与美国约翰斯霍普金斯大学医学院毛晓波教授合作期间,因为时差原因,小组会经常安排在凌晨。就算是这样,何伟伟也一定坚持在小组会结束后整理好文字材料再去休息。在外挂职期间,他带领的学生小组会从来没有停止,无法见面就改为线上,待挂职结束,小组会又从线上搬到了线下。

“何老师在科研上有点急性子,尤其是项目遇到问题的时候,他一定会第一时间查文献、组织讨论、交流学习、及时调整实验思路。但是他做工作和带我们的时候又很认真,很有耐心”,何伟伟的学生这样说,“我们总是被感动着、鼓舞着”。

在何伟伟的带领下,多名学生在相关研究领域上取得阶段性研究成果,其中以2021届联合培养硕士研究生刘闯(目前为武汉大学博士)为第一作者的“Au@CeO2 杂化纳米酶具有近红外增强的过氧化物酶样活性和抗菌活性”(NIR enhanced peroxidase-like activity of Au@CeO2 hybrid nanozyme by plasmon-induced hot electrons and photothermal effect for bacteria killing)发表在催化科学领域Top期刊上,影响因子为24.3。

任教十几年来,何伟伟也收获了诸多荣誉,入选中原科技创新领军人才等。“做科研一定要耐得住寂寞,要发扬‘板凳甘坐十年冷,文章不写半句空’的科学家精神。我也将把科研作为终身追求的事业,在科研育人的道路上不断探索前进。”何伟伟说。(图片由科研处综合整理)

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