在兰蒂诺的佳博体育里,化学只是本科生学习的开始
下面的故事最初出现在2016年秋季W&M校友杂志-编辑。
去年秋天,当17岁的Julia Zuercher开始在化学教授Lisa Landino的佳博体育工作时,她最初的任务是纯化佳博体育研究所需的化合物——研究神经退行性疾病(如阿尔茨海默病和帕金森病)的生化基础。
Zuercher和她15岁的同事Molly McMahan尝试了一种又一种方法。还有一个。
“一切都不像预期的那样,”祖尔彻说。“就在我们认为我们拥有它的时候,它没有工作。我们花了一整个学期才弄明白这个化合物,但我们找到了。现在我们有了正式的协议。”
兰迪诺说:“我总是告诉我的学生有两个目标:第一是学习,第二是把事情做好。”(她透露,她有时会用一个更生动的词来代替“事情”)。兰迪诺大学的本科生研究人员发现,从失败中学到的东西和从成功中学到的东西一样多。
Zuercher计划从事兽医工作,今年夏天在为马兽医工作时亲眼看到了结果。“我在佳博体育里学到的解决问题的能力真的很有帮助。对于什么地方可能出了问题,会有四五种意见——马不能告诉你。你必须系统性地排除它们。”
威廉玛丽学院大约70%的本科生参加研究型课程,或者接受像兰蒂诺这样的教师导师的指导,兰蒂诺是加勒特-罗布-盖伊化学教授。“在这里,本科生可以敲开教授的门,很有可能很快就能和教授交谈。你很快就会被吸收到研究过程中,”CSX教授兼研究副教务长丹尼斯·马诺斯说。“我研究了我们的同行很多,我努力寻找一个地方,我可以说,‘这或多或少与威廉玛丽相同。’我还没找到。”
马诺斯指出,佳博体育的本科生与人合著期刊文章,出席会议,并获得从原始历史文献的解释到复杂佳博体育设备的使用等技能的专业知识。
无形的好处即使不是更重要,也是同等重要的。马诺斯说:“当你是唯一知道别人不知道的事情的人,而且在一段短暂的时间里,你是这项技术的管理者,这让你感到一种震撼、光荣、发自内心的兴奋。”“这种感觉很难用其他任何方式获得,就像爬到山顶一样。”
作为一名教师,兰迪诺和她的本科生们一起走在探索的道路上,不断完善和重新思考她的研究。正如马诺斯所说:“我们的教师也是学生——他们从不停止学习,他们从不停止奋斗。这就是我们试图传递给下一代的东西。”
兰迪诺获得了大学的资助,包括普卢梅里卓越教师奖,以捐赠者约瑟夫·j·普卢梅里1966年的名字命名,2011年的D.P.S.,以及她被任命为加勒特-罗布-盖伊教授的五年任期。兰蒂诺说:“这给了你一个从新的方向思考的机会。”“我说的是在我的脑海中建立联系,而其他人可能认为这是不相关的。我是新大学课程审查委员会的成员,这就是我们试图鼓励学生做的事情。它能让你保持活力。”
兰迪诺在弗吉尼亚大学读研究生时就开始了她对神经退行性疾病的研究。“我正在研究阿尔茨海默病和铝之间的联系,”她说。“我对阿尔茨海默氏症的了解越多,我就越感兴趣。我也看到我的叔祖父阿特患上了这种疾病,尽管我的祖父和他们的其他兄弟姐妹没有。我对饮食/生活方式/疾病之间的联系很感兴趣。”
“我在范德比尔特医学院的博士后工作更多的是关于活性氧——那些在氧和水之间产生的分子,”兰蒂诺继续说。“基本上,我把两个佳博体育的工作结合到了我现在的工作中。”
在基本层面上,兰迪诺研究了一种叫做微管蛋白的蛋白质的氧化损伤,微管蛋白在神经元中起着支架的作用,而神经元是我们大脑和中枢神经系统的核心组成部分。当我们吸入氧气时,我们的身体会将大部分氧气转化为水。但其中一些氧被转化为所谓的“自由基”,它们是活性的,本质上是从我们细胞中的蛋白质中窃取电子。
“对于阿尔茨海默氏症,我的研究可能在理解神经元如何以及为什么开始死亡方面发挥作用。他们饿了吗?”Landino说。“也就是说,它们不能正常代谢葡萄糖,因为处理葡萄糖的酶和由微管蛋白组成的微管之间的相互作用不能正常运作。虽然很明显,通常与微管结合的蛋白质tau在我们在阿尔茨海默氏症中看到的细胞内形成神经原纤维缠结,但对此知之甚少。”
Landino已经从美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)获得了超过85万美元的资助,这使她能够在夏季雇佣三到四名本科生全职研究人员。在这一学年里,她的佳博体育里有多达10名本科生,从大一到大四,每个人都专注于一项关键的研究。
“在任何类型的佳博体育工作都能很好地教会你团队合作的价值,”化学和电影与媒体研究双学位的17岁学生索尼·帕托利亚(Soni Patolia)说。“每个人都在研究不同的东西,但最终每个人都希望整个佳博体育取得成功。”帕托利亚的工作包括培养酵母和从细胞中提取小管蛋白。兰迪诺医生花了一整天的时间指导我完成这些步骤,然后说:“好了,现在你可以靠自己了。”
正如祖尔彻补充的那样:“即使我们是本科生,也能得到教授的那种信任,让我们能够独立自主,这有助于我们在所有课程中树立信心。”
大学生对Landino最近关于逆转氧化应激的研究做出了重要贡献。“我们已经开始研究一种蛋白质如何受到一些损伤,而其他蛋白质如何通过我们所说的氧化还原反应来修复它。它们交换电子,”兰迪诺说。“我们已经发表了一篇关于使用两种纯化酶的论文。正/负相互作用已经被研究过,但现在我们已经确定了这种氧化还原反应,所以这是新的。”
兰迪诺的学生们发现,他们学到了课堂之外有价值的生活技能,包括时间管理。“她还教会了我们休息的重要性,”帕托利亚说。“当时钟敲4点或5点时,她说,‘好了,你们得离开这里。’”在这个性别差距仍然非常明显的领域,兰迪诺为她的女学生树立了重要的榜样。
对于16岁的伊丽莎白·约翰逊(Elizabeth Johnson)来说,她在佳博体育的工作将她提升到了教师的角色。正在攻读化学和生物学学位的约翰逊,整个夏天都在兰蒂诺的佳博体育全职研究荧光分子以及它们如何附着在蛋白质上。佳博体育刚刚获得了一台新的荧光仪器,约翰逊学会了如何掌握它。“她比我更懂得如何利用它,”兰蒂诺说。“现在我把她看作是其他学生的老师,不仅是这个乐器,还有她的其他作品。”
正如约翰逊所发现的,教学需要一套不同的技能来补充她的研究,尤其是把一个过程分解成几个步骤。“事情变得很直观,所以我会发现自己会说,‘哦,等等,我必须教这个’——这对他们来说不是一种习惯,对我来说是这样。”
和她的佳博体育伙伴一样,约翰逊通常专注于研究中涉及的日常问题解决。正如兰迪诺所指出的:“我们是化学家——我们大多数人对在真正基础的层面上理解相互作用感到兴奋。”但更大的图景总是在眼前。
“有时我会开始阅读一篇论文来研究一种方法,我会考虑上下文。我会停下来,意识到我正在做的事情可能会帮助人们,这太棒了,”约翰逊说。“这绝对是我想从事科学研究的一个重要原因。”
丹尼斯·马诺斯说:“对于我们的本科生来说,参与是非常重要的,这意味着要全身心地投入其中,全身心地投入,并作为受教育的结果做点什么。”
“对本科生来说,最好的可能是让他们接触到个人好奇心的连续性,包括在多学科团队中工作,以解决全世界都同意我们现在需要解决的紧迫问题。”