Nature Chemstry:“盲鸡分子”的发现

2019年12月5日,国际顶级化学杂志Nature Chemstry在线发表了一篇评论,标题是“On the origin of the blind chicken molecule”,论文讲述了一个催人泪下的感人故事:“盲鸡分子”的发现。目前这篇论文已有1.3万次访问量。令人惊讶的是,论文第一作者还是一个年仅7岁的小女孩,名叫Filucca,而通讯作者正是小女孩的爸爸,丹麦奥尔胡斯大学化学系的副教授Thomas Poulsen

和无数高校科研青椒一样,丹麦奥尔胡斯大学化学系的Thomas Poulsen副教授(图1)常常要面对工作与家庭难以兼顾的困境。
▲ 图1  Thomas Poulsen副教授   图片来源:网络[1]

 

2018年9月19日星期三这一天,Thomas Poulsen的工作日程安排的很满,他要先去一趟实验室做会儿科研,之后还要带7岁小女儿Filucca去医院检查身体。于是,他先把女儿带到办公室,给她一盒化合物分子球棍模型,让她自个儿拼出些东西玩。这样,他就可以一边带娃一边干活。没过多久,他就听到银铃般的“咯咯”笑声,循声望去,他看到Filucca手上拼出一个奇怪的化合物小Filucca称其为“盲鸡”(blind chicken)。作为一个从事化学合成和靶向药物研究的专家,Thomas Poulsen生平见过无数化学结构,却从未见过像女儿的“盲鸡”这样奇特的分子(图 2)。
▲ 图 2  小Filucca和她的“盲鸡”分子模型
图片来源:Nature Chemistry[2]

 

小孩子“天马行空”的想象力令Thomas Poulsen称奇,然而随后的例行身体检查结果却并不乐观:小Filucca在经历了一个碘闪烁扫描技术检测后,被发现甲状腺左叶有一个巨大的“冷”腺瘤。三周以后,小Filucca被确诊患有儿童癌症。
图片来源:网络
对于一个七岁的孩子来说,世界基本上是黑白的,在他们的世界里,癌症是一种遥不可及的疾病。为人父母,总想为自己的孩子遮风挡雨,Thomas Poulsen并不想让女儿本来无忧无虑的童年被成年人世界的忧愁苦恼所侵袭。Thomas Poulsen想着能为自己的孩子做点什么,让她摆脱害怕并且开心起来。这时他想到了化学分子。对于化学家来说,分子是他们的玩具,有时能够让他们暂时脱离宏观世界,摆脱烦恼和忧愁,进入一个舒适充满想象的微观世界。Thomas Poulsen看着办公室上的“盲鸡”分子,他决定和女儿合作,详细的分析“盲鸡”分子的结构特征。

 

父女俩围绕着这个“研究课题”热烈的讨论着。他们发现,“盲鸡”分子有着惊人的“平衡”能力,因为它的一只脚只有一个“原子趾头”,就像小Filucca跳芭蕾舞时那样,这个见解非常棒,他们自我鼓励着。奇怪的是,“盲鸡”的另一条腿和脚是由一种会变形的材料做的,在遇到水时,甚至会以一种暴力方式“变形”。他们一致认为在一个丹麦这样的多水国度,单趾盲鸡这种情况不太妙,甚至是危险的。他们仔细的解析了需要用上的所有材料。他们甚至调查了大量已知的鸡类群,发现“盲鸡”的确是一个“非常特殊的物种”

 

随后,爸爸用自己的化学知识将“盲鸡”分子转化为一个合理的合成目标。小Filucca选择了3个杂化碳原子基础单元来构建“盲鸡”的两个“鸡腿”,“前腿”实际上是腈基,“后腿”是酮亚胺,这个基团相当活泼,预期它很容易被水解。进过一番“过滤”处理后,一个理想的“盲鸡”出现在下图右边灰色框内(图 3)。
▲ 图 3  将“盲鸡”分子转化成一个合理的合成目标 
图片来源:Nature Chemistry[2]
 
父女俩把“盲鸡”分子的“研究成果”和小Filucca 接受治疗这段时间父女的“心路历程”写成一篇Comment,发表在顶级学术期刊Nature Chemstry上。文章署名是:女儿Filucca Sophia Bjørnskov,第一作者,丹麦Kragelundskolen小学三年级学生;爸爸Thomas Bjørnskov Poulsen,通讯作者,丹麦奥尔胡斯大学化学系副教授。按照发表文章的惯例,他们还煞有介事的介绍了两位作者在文章中的分工:小Filucca 在没有详备的化学知识情况下,构思并拼接出“盲鸡”分子一个。Filucca爸爸分析了“盲鸡”分子的结构,并在小 Filucca同意和参与情况下撰写出这篇文章。

 

文章发表后,Nature Chemistry杂志官方也在Twitter上安利了这个暖人的故事,引发众多网友的共鸣。
小Filucca爸爸说,也许“盲鸡”分子仅仅是孩子想象力的产物,也许它的存在只会转瞬即逝,但他希望能对现实世界产生影响,提高人们对全球改善癌症儿童的生活所做的努力的认识。
许多化学家看过这篇文章后,纷纷被这个暖人的故事所感动,让“盲鸡”分子成为现实的挑战越来越迫切。有化学家初步为“盲鸡”分子设计了一条全合成路线,但目前为止还没有“盲鸡”分子的全合成论文发表。会有化学家付诸实践吗?让我们拭目以待吧。As the chicken would say, ‘The game is on.’
好消息是,小Filucca在奥尔胡斯大学医院治疗后,已经战胜了病魔,身体状况有了明显好转;Thomas Poulsen副教授因其在科研上出色的表现,获得欧洲研究理事会面向全欧洲301位顶尖学者的特别研究资助(每人200万欧元)。
【参考文献】:
1.https://pure.au.dk/portal/en/persons/thomas-poulsen(9a15ee93-bb6a-4e1f-bb03-aac8b87ecf90).html
2. On the origin of the blind chicken molecule, Nature Chemistry, 05 December 2019, https://doi.org/10.1038/s41557-019-0390-y
3. https://newsroom.au.dk/en/news/show/artikel/tre-au-forskere-modtager-erc-consolidator-grants/
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