2023年10月30日,“新基石研究员项目”第二期名单发布。北京大学未来技术学院、IDG麦戈文脑科学研究所、北大-清华生命科学联合中心陈良怡教授,凭借其在生物科学领域的突出成就入选。研究所至此共有两位PI入选“新基石研究员项目”。

  陈良怡教授

  陈良怡教授致力于研发新的超分辨显微成像技术。2018年,他提出整合信号的时空连续性先验知识用于超分辨重建,发明了海森结构光超分辨显微镜,这将超分辨率成像的光毒性降低了三个数量级。应用这个技术,实现活细胞通用超分辨显微成像,在活细胞上实时追踪分泌囊泡细胞膜融合的全过程,由此发现了以前不能解析的多个中间态,首次观测到线粒体内嵴之间存在活跃的动态分裂与融合过程。2022年,他进一步提出通用的数学超分辨新方法,即“稀疏解卷积超分辨率算法”,打破了显微镜的物理分辨率极限,实现目前分辨率最高(60 nm)、速度最快(564 Hz)和成像时间最长(>1小时)的活细胞超分辨率成像。这项技术思路超前,目前也被包括Stefan Hell在内的国际同行所接受。他还在2020年发明了荧光-相位双模态超分辨率显微镜,全景式描绘出活细胞中7种以上的细胞器互作,揭示了一种新细胞器黑色液泡小体以及它参与细胞衰老过程。在在体成像方面,他于2017年以第一通讯作者发明了可以让小鼠“带着跑”的2.2g微型化双光子显微镜;2021年,更是将微型化双光子显微镜的能力扩展到更大视场和三维自由行为小鼠成像。这项工作实现了在跳台、嬉戏、打斗等自然行为条件下,以单神经突触的高分辨力,实时监测神经元集群的活动。2023年合作实现了微型化三光子显微镜,首次实现对自由行为小鼠的大脑全皮层和海马神经元功能成像,为揭示大脑深部结构中的神经机制开启了新的研究范式。该系列工作入选2017年“中国科技十大进展”,与单光子微型化显微镜等技术一起入选Nature Methods 2018年度方法,并于2022、2023年连续获科技部的颠覆性重点专项项目的支持。应用自主研发的工具,他与神经科学家合作,在自闭症小鼠模型中,发现前边缘皮层存在一群稀疏神经元,它们控制社交新颖性和熟悉性,并与自闭症表型密切相关。

  生物学方面,陈良怡教授的20年研究主线聚焦于糖尿病相关的胰岛素分泌调控。细胞水平上,应用活细胞超分辨率成像,他发现胰岛β细胞上网格蛋白小窝在质膜上快速移动介导快速胞吞以及糖毒性如何影响胰岛素分泌孔道的机制。应用胰岛成像,陈良怡教授揭示传统基于分子和细胞数据来解释葡萄糖刺激胰岛素两相分泌模型的缺陷;发现由于alpha和delta细胞等旁分泌调控,胰岛中只有少数β细胞活化,它们的同步和异步分泌真正介导两相分泌。利用发明的大视场扫描双光子光片显微镜,他还将机制研究推进到整体水平,观察了斑马鱼活体原位研究胰岛β细胞功能成熟过程,并找到其关键机制。

  新基石研究员项目是一项聚焦原始创新、鼓励自由探索、公益属性的新型基础研究资助项目,在中国科学技术协会指导下,由科学家主导、腾讯公司出资、独立运营。作为目前国内社会力量资助基础研究力度最大的公益项目之一,该项目设置数学与物质科学、生物与医学科学两大领域,并鼓励学科交叉研究,重在“选人不选项目”。“新基石研究员”资助类别分为两类:实验类每人5年资助2500万元,理论类每人5年资助1500万元,本期46位科学家获得资助。2023年1月,58位科学家成为首期“新基石研究员”,研究所李毓龙教授入选。