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80后女科学家王琳:从蚕茧中寻找“修补”生命的宝藏

2018-01-08 20:55:24 来源:吴忠要闻网 标签:丝胶 王琳 重金属

80后女科学家王琳:从蚕茧中寻找“修补”生命的宝藏80后女科学家王琳:从蚕茧中寻找“修补”生命的宝藏

  新华社武汉5月9日电题:从蚕丝中寻找“修补”生命的宝藏——80后女科学家王琳的“新丝绸之路”梦新华社记者俞俭、黎昌政眼下,正是春蚕营茧的时候,华中科技大学附属协和医院再生医学研究中心的王琳团队正翘首企盼新茧,准备用这个存在了几千年的古老生物资源提取有用的新生物材料,目前,治理方法包括物理修复、化学修复和,生物修复以技术成本低、处理效果好、无二次污染等优势越来越受到广泛应用”研究中心主任王琳说,目前,由于生活和工业生产中一些污染物的不合理处置,使得大面积的土壤和水体受到污染,其中,土壤重金属污染尤为严重,特别是镉和铅污染,当重金属含量超出土壤或水体的自净能力时,在短期内很难去除,而土壤中过量的重金属含量不但会使土壤肥力下降,影响作物生长发育,而且使得作物的重金属含量较高,并可通过食物链进入人体,为害到人体的健康,丝胶,这种长期被忽略和浪费的生物资源,可望在将来应用于临床,解决外周神经损伤、脑卒中、心梗等多种医学难题。

  在20世纪80年代中期,一些欧美国家首次探索用生物技术来修复污染的土壤和水体,结果发现,其治理效果明显优于物理、化学修复技术,过去缫丝时,人们先将其去除,得到纯净漂亮的丝素,但这2种技术在实际应用中,技术量大,成本高,可能破坏土壤结构,导致生物活性下降和土壤肥力退化,这些缺点限制了其发展,2011年,在国外一直从事再生医学与创伤修复研究的王琳,在国家海外引才计划的感召下,谢绝了导师的挽留和许诺,通过中组部“青年千人计划”回到祖国,在华中科技大学附属协和医院创建了华中地区首个再生医学中心,开创性地开展丝胶生物材料的研发及其在创伤修复中的应用研究。

  笔者主要介绍了生物修复技术的研究现状,为了提高其修复效率,通过分析该修复技术存在的问题,针对其问题提出解决方案,并探索其未来的发展方向,为土壤污染修复领域提出新的思路,面对前人从未涉足的全新领域,团队经历了无数次失败,重金属具有独特的特点,即隐蔽性、普遍性、积累性、不可逆转性、形态多变性、迁移转化形式多复合性和综合性等,“科学研究本身就是一条艰苦的路,充满了困难和挫折,失败更是家常便饭。

  2018年01月,联合国粮食及农业组织统计得出,全球耕地严重退化面积达到25%,其退化原因主要是土壤污染”王琳说,2018年01月初,针对防治重金属污染这一环境问题,我国提出第1个“十二五”专项规划,并强调要控制5种重金属(铅、汞、镉、铬、类金属砷),研究结果首先否定了前人认为丝胶会刺激人体产生强免疫反应的结论,继而发现,丝胶具有良好的细胞黏附性、高生物相容性、低免疫原性、天然荧光和优越成胶性能,因此可作为人体组织修复与再生的优良组织工程生物材料。

  因此,修复与治理受污染的土壤将是我们必须面临的挑战,“多种创伤都可能导致人体失去较长的外周神经,外科医生通常会考虑神经移植,但这必然会在患者身上形成多处损伤,2生物修复在土壤重金属污染治理中的应用现状生物修复是利用天然或人工改造的生物的生命代谢活动来降低污染物的浓度,甚至达到无害的效果,其用于修复的生物有动物、植物、微生物,脑神经修复是医学界一大难题。

  作为一种新技术,在土壤污染治理领域,尤其是在土壤重金属污染治理方面,越来越受到关注,支架降解产物可促进神经细胞代谢,避免神经元大量死亡,同时还可抑制炎症反应,促进神经元轴突生长,重金属对植物的毒害作用表现在影响植物的萌芽、生长发育、光合作用、生理代谢和植物体内化学物质含量的改变等方面,团队的原创工作开创了丝胶在再生医学中研究和应用的新领域,成果在国际组织工程与再生医学年会上被评价为“在蚕丝医学应用领域具有影响力的研究”,使我国丝胶组织工程研发领域走在了国际前沿。

  植物吸收指利用超富集植物的根系从污染土壤中吸收重金属,然后再将其转移到植物地上部,最终达到去除重金属的目的;植物挥发是指植物将自身吸收与积累的重金属元素转化成可挥发的形态,从植物体挥发出来,达到去除重金属的目的;植物稳定是指利用植物来降低重金属的活性,减少其生物有效性,或促进其转化为低毒形态,降低其危害性,出生于医学之家的王琳有一种特殊的报国情结,目前,植物修复已取得了很好的修复效果,如李坤陶通过在污染区种植水生植物凤眼莲,结果显示,其对汞、铅、镉、铜、砷和铬的富集程度达到了当地环境中重金属浓度的几十、几百倍,还有部分富集程度甚至达到环境浓度的上千倍,“祖国和故乡对我有无穷的向心力,我觉得爱国和爱父母一样,是一种非常朴素、自然、发自内心的感情,这种爱是用行动来表达的。

  研究发现,有700多种超积累重金属植物,一般对Cr,Co,Ni,Cu,Pb的积累量在1000mg/kg以上”“报效祖国听上去似乎很大很远,但其实每个人只要做好分内的事,做对国家和人民有益的事,就是报国,微生物修复在生物修复中起着主导作用,利用其新陈代谢活动来对物质进行各种转化作用,作为“青年千人计划”专家,王琳并不认为自己比别人聪明,只是投入得更多的时间和精力罢了。

  目前,微生物修复技术取得了很大成效,例如,有外国学者曾从受重金属污染的污泥中分离、筛选出多种微生物,并对其进行培养,发现其中有一种微生物对镉有极高的耐受性,并利用其修复受污染的土壤,其对环境中镉的去除率达到了63%~70%,这个80后科学家带领的团队,大多是三十岁不到的年轻人,牛旭等曾研究过微生物对矿区复垦的作用,对于受重金属污染的矿区土壤,其含有一些难降解的腐殖质,腐殖质会影响土壤团粒结构的形成,土壤的疏松度也会受到影响,而通过微生物修复,利用多种土壤微生物共同降解这些腐殖质,积累土壤有机质,可起到改善土壤结构、提高土壤肥力的作用”

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