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  本文的目的是通过介绍我参加美国海洋生物学实验室(Marine Biological Laboratory, MBL)生理学课(Physiology Course)的经历,使大家了解在MBL举办的众多类似研究型课程的概貌。我建议各位有志于生命科学研究的学生和青年教师申请其中感兴趣的课程,这段经历也许会对你的学术生涯产生重要影响。

  目前生物学研究与computation有着越来越密切的联系。Computational approach广泛应用于omics analysis, imaging processing和modeling等方面。作为生物背景的学生,我很希望体验computation在生物学,尤其是和我相关的cellular dynamics研究中的作用。而以Modern Cell Biology Using Microscopic, Biochemical and Computational Approaches为主题的生理学课为我提供了这样一个机会,其内容又偏重于cell migration, cell division and cytoskeleton方面的研究,正和我的兴趣相符。所以我决定申请参加生理学课。

  生理学课今年从一百多名申请者中录取了27名学生,包括博士生、博士后和年轻PI。其中一半为生物学背景,另一半为物理或信息学背景。学生主要来自美国、欧洲,还有智利、日本和中国台湾的院校。与学生类似,十二位指导研究的教授以及二十多位给讲座的教授来自细胞生物、生物物理、生物信息或系统生物学领域。多样化的背景为大家互相交流学习提供了丰富的资源。

  生理学课开设至今已有110多年的历史,其间最杰出的成就是Tim Hunt在八十年代初发现了在细胞周期中起重要作用的蛋白cyclin,这项工作在2001年获得了诺贝尔奖。过去的五年,课程由Ron Vale和Tim Mitchison主持,前者在MBL发现了马达蛋白kinesin,后者发现了microtubule dynamic instability,两人均为细胞生物学界的泰斗。他们对课程内容进行了改革,以课题研究为主要内容,使生理学课重新焕发青春,受到学生青睐。今年起,课程由两名年轻的生物学家Dyche Mullins 和 Clare Waterman主持,他们分别在prokaryote cytoskeleton和cell migration 领域做了出色的工作。两人同是1993年生理学课的学生。几十年来,有数以百计的PI在生理学课执教过或做过学生。Woods Hole(课程所在地)成为大家在各个场合交流中的共同话题。

  课程从六月中旬开始,为期七周,每周日休息。第一周为boot camp,就Microscopy、Biochemistry、和Programming三项技能进行扫盲训练,使不同背景的学生掌握课程研究所需的基本技能。从第二周开始,学生选做三个课题,每个为期两周。每个课题组通常由一名教授、若干助教和学生组成,下分三四个子课题组。课题的一大特点采用combined approach of biology and computation来解决生物问题,一个课题组里也通常由来自生物和物理/信息背景的学生共同组成,便于分工合作。比如我的第一个课题就是研究有丝分裂后两个子细胞在形状、内部结构上的对称性。这个问题早在三十年前就被提出,如今我们使用现代显微镜技术,编制自动图像处理系统对其进行定量化的研究,以期回答“除了遗传信息,细胞分裂过程中是否还传递结构信息”的问题。课题的另一大特点是基于两个实验室间的合作。比如我的第三个课题:使用Atomic Force Microscope (AFM) 研究原核细胞骨架ParM/R/C系统的物理性质。这个课题由Mullins Lab提供实验所用的试剂,Fletcher Lab从UC-Berkeley运来了他们自己组装的side-view AFM,供我们实验所用。虽然每个课题研究只有短短的两周时间,但是却并非纯粹体验性质。生理学课向今年的美国细胞生物学会年会提交了四篇摘要;在过去五年至少有八篇文章采用了课内取得的成果。

  MBL有一个楼层的实验室专供生理学课使用,空间充裕,有20多台电脑供数据分析使用。课程所用的仪器设备也堪称一流。 显微镜、离心机等大型仪器大部分由厂商免费提供使用。就显微镜而言,共有三台Confocal,两台TIRF,一台micro-injection,两台Epi,由Nikon和Zeiss提供。厂商还派了技术人员来指导使用。不少学生都感叹这儿的仪器之先进,希望能把自己的样品拿到这儿来观察。另外,一些仪器如optical tweezer、AFM都是从指导教师自己的实验室拆卸、运输过来,在这里重新组装使用。课程期间所需用的试剂可自由订购。课程经费来源于NIH、Burroughs Wellcome Fund、HHMI、JCB、Harvard等

  每天上午都有一个半小时的讲座,内容覆盖生物学的各个领域。讲座从基础知识开始介绍,并结合最新的研究成果,深入浅出。之后讲座人会与学生在小教室里进行近距离交流,回答关于学术、职业道路、家庭等个方面的问题。下午开始到晚上是实验时间,之间也会穿插一些讲座,大部分是新实验技术方面的。大家通常工作到子夜.而后三五成群前往附近的secret beach游泳或是Kidd泡吧。每天的生活都很疲劳,但却充实有趣。而团队工作大大减轻了实验中的枯燥和挫折感。

  生理学课有几项传统节目。一是每年七月四日的国庆日主题游行。今年大伙儿分别扮演细菌、红细胞和巨噬细胞,上演了一场精彩的免疫保卫战。二是与胚胎学课的垒球友谊赛,所有学生和助教、教师都参与其中,这给了我们非美国学生一次很好的学习棒垒的机会。另外,今年我们还租船去了附近的一个荒芜人际的小岛,用海水蒸龙虾,而后大块朵颐,在沙滩上度过了一个悠闲的下午。Woods Hole对岸的Marthas Vinyard也是一个旅游胜地,而MBL附近的沙滩也几乎被我们全部光顾过。

  MBL位于麻省南部滨海小镇Woods Hole。每天早晨跨出报告厅,向左望去即是碧蓝的大海;吃过晚饭,前往海边散步,看着海潮日落,感受自然之美。生理学课与其它几门课程几乎同期开设,为平时寂静的Woods Hole增添了不少人气。同时,当地丰富的海洋生物资源和秀丽的风景吸引了数以千计的生物学家在每年夏天来到这里进行研究和度假。有不少退休了的科学家在Woods Hole购置了房产,每年夏天来此常住。在夏季每周的Friday Evening Lecture上能看到许多老先生、老太太们正装出席,与老朋友相互问候致意。Woods Hole成为了他们一生中难以割舍的地方。

  老师喜欢到这里来执教,因为这里像一个世外桃源,能摆脱各种琐事纠缠,轻松地和学生们讨论、研究问题,和老朋友们聊天叙旧,找回自己年轻时的感觉。和学生们一样,老师们也通常在实验室呆到晚上十点以后,劲头十足。学生们喜欢生理学课,不仅因为这儿有一流的老师、新鲜有趣的课题,同时七个星期的朝夕相处,共同战斗,使大家结下了深厚的情谊。这里的生活是紧张的,但是大家都很享受。在课内有轻松的交流环境,冷室内放着啤酒桶,经常能看到大家端着啤酒热烈讨论的场面。在课外,餐厅用餐时,能遇到其他课程的学生以及MBL的其他研究人员,可以说每天都能遇到新的人,听到新的事。这里就像一个科学俱乐部,不同背景的人为了共同的兴趣聚在一块儿,享受研究的乐趣。

  一是体验了使用computational tool来解决生物问题:用Matlab编制程序来track microtubule depolymerization和simulate microtubule dynamics with the microtubule-depolymerizing kinesin-8。这都对我目前的课题有直接帮助;二是结识了众多同学和老师,在频繁的讨论中相互了解,开阔了眼界。同时增强了自己对于scientific community的归属感;另外,有机会跟随kinesin的发现者Ron Vale从乌贼中提取了kinesin,做了经典的gliding assay,这对于从事kinesin研究的我而言是莫大的荣幸。

  2010年的生理学课报名截止于2月1日。此外,在MBL还开设Parasitism、Embryology、Reproduction、Microbes、Neurobiology等方面的夏季课程,详见。Cold Spring Harbor Laboratory也有类似的课程,详见。

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