简介:我相信,从多个角度理解问题可以找到最大的真理。我想了解周围的世界,我选择回答问题的两种语言是艺术和科学。对我来说,艺术的吸引力在于它如何完美地传达强烈的情感,而物理学令人难以置信,因为它可以简单有效地描述一个系统。小时候,我有很多关于雪花的小书,我对它们的对称性很着迷,我仔细研究了它们的生长模式和晶体结构。后来,在高中和大学期间,我被覆盖地球的各种晶体和地质构造所吸引。当时我没有足够的自我意识来意识到这一点,但很快就会明白,材料物理学的研究将完美地表达我对地质学、数学、艺术的兴趣,以及对理解我们世界的特殊性的陶醉。我现在准备在加州大学圣巴巴拉分校开始我的物理学博士学位,并开始我的量子材料世界的科学探索。凭借这一点以及我在美术方面的天赋,我将努力为科学问题带来独特的见解,并向公众和科学界传达艺术和我的研究的价值。 智力价值/研究经验:作为一名年轻的物理学家,我仍在探索如何最好地结合我对艺术和科学的兴趣,因此我很高兴尝试我的第一个机会:在桑迪亚国家实验室的应用光学和等离子体科学小组实习,在那里我沉浸在低温等离子体物理学的世界中。在这里,我学会了如何分析等离子体的激发光谱,并使用粒子内方法与直接模拟蒙特卡罗 (PIC-DSMC) 耦合来直接模拟带电粒子的多体系统。三年来,我与他们一起解决了各种问题,从在实验室中创建电场传感器到设计减速场能量分析仪。我最广泛的项目将等离子体电子在氮中散射的统计分布的 PIC-DSMC 模拟与玻尔兹曼方程的近似解进行了比较。我最广泛的项目将我们对等离子体离子统计分布的 DSMC-PIC 模拟与玻尔兹曼方程得出的数值计算进行了比较。我能够确定这两种技术最一致的能量状态,并确定对 PIC-DSMC 代码的潜在修正,以提高两种方法之间的一致性。作为我第一次以心理能力进行自由探索,我在桑迪亚度过的时光收获颇丰,因为我能够得出关于模拟数据中有趣怪癖的结论并提出自己的主张。我还被安排在一个环境中,在那里我对等离子体物理学这一主题知之甚少,但我被期望快速学习,而我确实学得很快。我获得了宝贵的经验,学会了审查研究论文和教科书,找出知识上的差距,然后找人和其他资源来帮助我弥补信息上的不足。每天我都兴奋地从床上跳起来去上班;我简直不敢相信我得到的报酬是学习我想要的一切,我知道这是适合我的工作。我还从我在桑迪亚的工作中发现,我最感兴趣的是等离子体中特定能态产生的光谱特性。我喜欢美术中为我的眼睛提供信息的光线可以深入了解现实的本质,我觉得通过进一步研究这个主题,我的艺术部分也有可能得到满足。我在桑迪亚的自我发现之路促使我沉浸在原子和粒子物理课程中;我想更好地理解这门科学,它似乎既能满足我对艺术和科学的兴趣,又能给我带来个人满足感。在这段时间里,我还沉浸在地球物理课程中,我开始意识到,如果我仔细观察,就有可能将我所学的一切结合起来。我在上地震力学课时才真正领悟到这一点——我们当时正在学习颗粒/粒子尺寸对固体裂纹扩展的影响。在课堂上,教授指出,非常大的裂缝
A 科学质量 A.1 研究计划的目标、相关性和动机 该研究计划有两个主要目标:增加设计和提供基于 RNA 的基因治疗药物所需的技术知识,并在人类疾病的五大领域(遗传病、癌症、代谢/心血管疾病、神经退行性疾病和炎症/感染性疾病)中确定有希望的候选药物/基因。 过去几十年来,人们对人类疾病治疗方式的看法发生了巨大转变。通过全球对药理学的重新思考而开发出的分子个性化治疗已经成为大大提高治疗效果的雄心勃勃的目标。 对高度特异性新药的需求源于对导致人类疾病的分子和细胞事件的理解的惊人进步。事实上,大的分子多样性并不是罕见遗传性疾病的唯一标志,而是人类最常见疾病的发病机制的基础。癌症就是一个典型案例:很明显,具有相似临床和表型的肿瘤疾病可能因涉及不同的致病突变的致癌基因和肿瘤抑制基因而彼此不同,而专门针对改变的蛋白质甚至基因突变的创新方法显示出很高的疗效。因此,开发针对广泛靶点的药物不仅成为罕见疾病治疗的原则,而罕见疾病往往被制药公司的优先事项所忽视,而且也是全球新治疗方法的基础,即恰当定义的“精准医疗”。为了完成这项任务,有必要探索治疗策略,这些策略超越了费力地识别适合酶、转运蛋白和通道关键调节域的小化学分子。相反,需要改变范式,开发一类共享共同合成和递送平台的药物,原则上可以以前所未有的精度作用于任何类别的蛋白质。显然,核酸的非凡力量和灵活性使这些分子成为这项任务的理想工具,应用范围几乎无限。 RNA 疫苗在控制 COVID-19 大流行中的作用提供了直接、令人印象深刻的证据,表明可以快速有效地开发针对特定目标的 RNA 药物。虽然 mRNA 疫苗的成功以及使用 CRISPR/Cas9 技术进行靶向基因组修饰的影响最近引发了人们对 DNA/RNA 治疗应用的极大兴趣,但应该记住,基于 DNA 的疗法早在三十多年前就在单基因疾病的基因治疗领域开创和发展。在这个转化医学的辉煌例子中,分子理解,开发将转基因导入受影响细胞的技术以及构建安全的递送平台,使人们在纠正各种先天性代谢错误方面取得了临床成功。在这一充满挑战的过程中,意大利科学发挥了重要作用,我们国家可以依靠该领域的成熟技术和设施。现在,基因治疗的潜力已经远远超出了更换有缺陷的基因产物。靶向基因校正(“基因编辑”)已被证明可有效治疗最常见的血液遗传疾病血红蛋白病,而嵌合抗原受体在患者 T 细胞中的表达(CAR-T)已被证明是一种新颖、成功的治疗方法,可用于治疗复发/难治性 B 细胞恶性肿瘤患者。依靠这些新技术的卓越中心群,该计划的一个主要目标是迅速扩大这些治疗选择。事实上,虽然意大利在先进基因治疗药物(AGTMP)领域的基础和临床前研究成果颇丰并得到国际认可,但将研究成果转化为临床治疗却往往有限。为此,需要制定一项雄心勃勃的国家计划,用于创建/加强药品生产基础设施、创新型 AGTMP 项目管理以及培训和咨询中心。就后者而言,学术界在将 AGTMP 项目转化为临床治疗时目前面临的主要瓶颈之一是缺乏在 GMP 条件下对这些产品进行工艺开发、扩大规模和生产的能力;这通常导致项目在第一次原理验证后就被放弃,少数幸存下来的项目还需要高昂的成本和漫长的拖延。因此,该计划的一个关键部分是在这个新兴的科学和健康领域对研究人员和临床操作员进行高级培训和资格认证。具体而言,国家中心将利用现有的经验和基础设施,实施 AGTMP 的开发过程,从早期的临床前研究到临床应用,使其他成员也能享受其服务。根据国家战略和现有举措,将通过三个层面实施:i) 细胞工艺和检测开发、载体制造和临床前研究设施;ii) 现有和改造后的细胞工厂,经授权使用体细胞制造基因疗法;iii) 服务和教学中心。一旦全面投入运营,预计每年的生产能力将达到 250-300 种基因治疗药物产品,可供国家中心的所有成员、全球学术机构和遍布全国的私营公司使用。