倉懷興：太空中的生命解析

專家簡介

倉懷興，中國科學院生物物理所交叉科學所重點實驗室常務副主任，中國科學院北京生命科學研究院生命科學儀器技術創新中心副主任。1991年畢業于哈爾濱工業大學，獲碩士學位；1995年于西北工業大學獲博士學位；1995年至今于中國科學院生物物理研究所工作；2004年起任研究員。主要研究方向有空間生物技術、結構生物學、納米生物技術、科研儀器設備研制等。在國內外發表學術期刊、會議論文和書籍章節50余篇，申請專利十余項。中國空間科學學會空間生命科學專業委員會和微重力科學專業委員會委員、中國生物物理學會會員、期刊《現代儀器與醫療》編委、研究所第七屆、第八屆、第九屆黨委委員。“空間生物大分子組裝與應用研究”于2012年獲得中國人民解放軍科技進步獎二等獎，“空間蛋白質與其它生物大分子晶體生長”于2004年獲得中國人民解放軍科技進步獎二等獎，“可觀測調控的空間蛋白質結晶裝置”于2003年獲得國防科技成果獎三等獎。2012年獲得全國空間科學及其應用標準化技術委員會“優秀空間科學標準化工作者”榮譽稱號，2004年獲中國科學院載人航天優秀工作者榮譽稱號。

在人類角逐太空的過程中，空間生命科學與生物技術研究具有重要戰略意義，其中很多問題是發達國家競相研究的重點，比如太空中有哪些生物存在？如何實現未來能到太空去旅行或定居？太空的微重力環境如何影響構筑生命體的特殊物質——蛋白質分子的識別與組裝？以及如何利用太空的特殊環境開發先進生物技術而造福地球人類？

隨著“神舟”號系列飛船相繼遨游太空，我國的空間生物技術也得到了快速發展。在參與空間科技研究的科學家中，中國科學院生物物理所交叉科學所重點實驗室常務副主任倉懷興研究員就是其中的一位，近年來他先后主持了國家載人航天工程（921工程）專項、空間“863”專項、“973”計劃項目、國家自然科學基金項目以及中科院項目等十余項，在空間蛋白質晶體生長生物技術研究中取得了一系列突破性進展。

銳意進取 研究空間蛋白質結晶

我們知道，蛋白質生物大分子既是構筑生命體的結構物質，也是執行生命活動的功能單元，而蛋白質分子這些獨特的生物學功能取決于它們特定的三維結構，這種關系被科學家稱之為第二遺傳密碼。據倉懷興研究員介紹，獲得蛋白質分子結構的最有效手段之一是X-射線衍射技術，但是其前提是得到高質量的蛋白質晶體。然而，由于蛋白質分子結構的特殊性，影響蛋白質結晶的因素非常復雜，因此結晶成為科學家解析蛋白質分子結構并進一步研究其功能和應用的首要難題。

事實上，對于空間蛋白質結晶的研究已有30年的歷史，至今始終是最重要的空間生物技術之一，也是當前國際空間站ISS上重要的研究內容。利用ISS、美國的航天飛機、前蘇聯的“和平號”空間站和飛船、我國的神舟飛船和科學實驗衛星等航天器，各國研究人員開展了數百次的空間實驗研究，獲得了近30種蛋白質、核酸、病毒等的晶體結構。我國在中國科學院生物物理研究所的主持下，累計開展了7次嘗試和實驗（其中有4次國際合作），在分子組裝晶體的機制和實驗方法技術等方面取得了創新性的研究成果。

此過程中，倉懷興研究員帶領課題組團隊成員參加了“神舟三號”和“神舟八號”飛船的空間生命科學實驗。通過近年來的工作，他系統研究了蛋白質結晶的原理和方法，創新性地研制出一系列適用于空間蛋白質晶體生長的結晶室，提出了針對不同結晶方法的晶體生長優化和調控技術：同時還在國際上首次發現痢疾桿菌磷酸腺苷水解酶晶體在空間分子組裝方式改變現象。

在2011年的“神舟八號”飛船蛋白質結晶實驗中，倉懷興研究員等人利用德國提供的空間生物培養箱Simbox和自主研制的新型結晶室，在飛船上開展了科學實驗。空間實驗選取國內外14種蛋白質，持續16.5天：同時使用相同結晶室和實驗條件在地面開展比對實驗。實驗中，他們得到了內部質量比地面更好的溶菌酶晶體、衣原體蛋白酶樣活化因子晶體以及17β-羥化類固醇脫氫酶復合物晶體，以及分子組裝方式發生改變的痢疾桿菌磷酸腺苷水解酶（sf0046）晶體。實驗還在國際上首次采用了新型的浸入式毛細管結構結晶室，該結構具有無源和通用的優點，對汽相擴散結晶法具有良好的自然對流抑制效果，增加了液/液擴散法之外的新選擇。

盡職盡責 投身科研事業

倉懷興研究員除了在科研中建樹頗多之外，在管理工作中也盡職盡責，為中科院和研究所的科研管理工作做出了貢獻。2004年至2006年擔任人事教育處處長期間，他為研究所知識創新三期工程人事和薪酬政策的制訂以及人才隊伍建設做出了應有的貢獻。2004年10月至2005年10月，他作為中組部和共青團中央組織的第五批“博士服務團”成員赴西藏自治區科技廳任副廳長、黨組成員，負責西藏科研事業單位的體制機制改革、重大項目的規劃設計，協助管理西藏高原生物研究所等，其中在慶祝西藏自治區成立四十周年慶典活動中負責自治區分配給科技廳的各項后勤保障任務并圓滿完成：在承辦科技部在拉薩召開的第二次科技援藏工作座談會時負責會務工作，保證了與會代表的順利往來、在藏考察活動及其身體健康，使得會議圓滿召開。

2006年至2009年，倉懷興研究員在擔任研究所泰州研發基地行政副主任、中國科學院泰州應用技術研發及產業化中心主任。作為中心第一任主任，他負責籌建了中科院泰州中心，并建立了9個分中心，其中包括研究所的“蛋白質工程研究與開發中心”，還承建了“江蘇省生物醫藥工程技術研究中心”。在科研項目上，他們轉移和孵化院里科技項目20余項，其中待轉移9項、產業化5項，2008年銷售額約3億元。

倉懷興研究員還扎實地推進各項基礎工作，多次親自起草有關文件，下企業、走研究所，部署建設科技成果庫和技術需求庫。積極創新工作機制，提出“兩塊牌子一套人馬”的建設和運行機制并成功實施：針對泰州企業普遍建有企業研發中心的優勢，發展形成以企業技術研發平臺為主的泰州特色，已被中科院其他技術轉移中心采納實施：并提出新的用人和自主發展思路。

在倉懷興研究員的辛勤付出下，僅用兩年的時間，中心就從籌建階段順利轉入快速發展階段，各項工作取得顯著進展，他的這種舍我其誰的工作干勁得到了地方政府、中科院院地合作局和南京分院的盡職盡著高度評價。目前，泰州中心已成為國家級技術轉移區域中心。

在做好中科院和研究所工作之余，他還力所能及地為母校默默奉獻，促成了哈爾濱工業大學與泰州企業共建“軍用電子通訊材料工程技術研究中心”，在先進材料器件開發方面達成了產學研合作。

為推動空間生命科學與生物技術研究實驗的標準化和規范化，倉懷興研究員也積極參與了該領域國標的編制工作。他負責起草了國家標準《空間科學實驗生物樣品要求》（GB/T 28875-2012），該標準已于2013年2月15日生效實施：負責起草的國家標準《空間科學實驗生物樣品安裝技術規范》將于2013年年底報批。

一路耕耘，兩岸芬芳。如今，倉懷興研究員依然在空間蛋白質結晶等生物技術研究中貢獻著智慧，在科研管理中揮灑著汗水，相信他的付出將為我國太空科研事業帶來更好更快的發展！