福岛大学毕业证详解:英特尔科学奖,年轻科学家的摇篮


这40名选手是从超过1700名申请者中选拔出来的,该选拔赛的截止时间为去年11月。(在2012年截止日的前几天,美国东海岸很多地区都遭遇了飓风“桑迪”袭击,受此影响的学生获得延期。)
该竞赛由科学与公众学会(Society for Science and the Public)举办,并由英特尔公司(Intel Corporation)通过其旗下的英特尔基金会(Intel Foundation)提供资金支持。15年前西屋公司(Westinghouse)停止赞助后,英特尔接手了该项赛事。英特尔基金会执行主任温迪·霍金斯(Wendy Hawkins)表示,赛事主要是为了“改变美国国内关于年轻科学家的会话”。
霍金斯女士补充说,我们要关注的并不是“没完没了的胡言乱语”,即有关将科学家固化为极客和心不在焉的教授的谬论,而是“鼓励和支持这些年轻科学家现在所做的以及将来在其职业生涯中所从事的可改变人们生活的工作”。
英特尔首先所做的改变之一就是大幅提升奖金数额。“奖金的确会吸引注意力,”霍金斯说,“我们希望这样的学生能够同他们学校中的文体明星一样出名。”
在华盛顿,决赛选手将会接受来自全美各大学的科学家的评审(记者本人已过世的父亲曾担任过评委),而在这些科学家所涉学科之外的领域,很多选手所掌握的知识都超过了他们。
然而,这些评委所关注的并不仅仅是项目本身。
“我们的目标是寻找未来的科学领袖,”评审小组主席、伊利诺伊大学芝加哥分校(University of Illinois at Chicago)的数学、统计学和计算机科学教授戴维·马克(David Marker)说。
决赛选手将接受由3名评委组成的评审小组的4轮面试,每轮时间为15分钟,期间不仅会问到他们的项目,而且还会测试他们所掌握的基础科学知识。马克博士举例说,他们可能会被要求“用图解法表示植物细胞并对部分细胞器的功能进行解释”。
然后,还有一些问题是根本不可能准备的。“先前一位评委的问题是‘讲一讲宇宙吧’,这是我最喜欢的问题之一,”马克博士说,“另外也可能会让他们预测一下报业的未来。”他说,通过这种方式,评委可以从侧面了解一下“他们的思维模式”。
对这些学生来说,周二晚上的获奖揭晓将意味着他们生命中一个特殊篇章的结束,但这是一个远未结束的故事。以下是其中的4名决赛选手及其项目。
汽车钥匙与安全密钥
在很多方面,马尤里·斯里达尔(Mayuri Sridhar)同其他17岁的孩子并没有什么区别。2月底的一个上午,在她的家乡纽约长岛的国王公园,最近降临的一场暴雪仍未融化,片片积雪随处可见。她正在为考驾照而苦恼。“我比较怵平行停车,”她说。
但在另外一些方面,她就显得卓尔不群了。在她的包里有一个SecurID设备;利用这一设备,她可以把她的笔记本电脑同田纳西大学(University of Tennessee)可执行数百万次模拟运行的超级计算机“海怪”(Kraken)连在一起。
在化学教授卡洛斯·希姆林(Carlos Simmerling)博士的指导下,马尤里在石溪大学(Stony Brook University)的实验室参与了一项有关蛋白质的研究,该蛋白质在肿瘤抑制方面发挥着重要作用。(她参与的项目的准确名称是“肿瘤抑制因子p53的DNA结合机制及通过R249S突变将其失活的计算分析”。看到了吧,这可不是一般的青少年。)
她发现,一个氨基酸的突变足以导致p53蛋白质的结构变化,并使其不再与DNA结合,因而也就无法发挥肿瘤抑制因子的作用。通过先进的计算机建模技术,她发现阻止该蛋白质发挥这一作用的并不是“能量限制”,而是基本结构的变化导致两者形状无法再像拼图一样组合在一起。
马尤里出生在新加坡,父母是印度人;在英特尔科学奖中,她是数量激增的移民或移民子女参赛选手中的一员。同时,她的事例也进一步引发了有关先天遗传和后天培养的辩论:她的姐姐哈姆萨(Hamsa)是2008年的决赛选手。
微观视角
多年来,在英特尔科学奖的获胜者中,纽约市的两所中学一直独占鳌头:史岱文森高中(Stuyvesant)和布朗克斯科学高中(Bronx High School of Science)。这种优势,一方面是因为学校对理科课程的重视,另一方面也是因为学校有着良好的计划,自一开始注重培养学生参加英特尔科学奖等竞赛的能力。
史岱文森高中理科教师、研究协调员乔纳森·加斯特尔(Jonathan Gastel)认为,这些计划的好处远远不仅限于获奖。他说,学生可能不会将科学视为一条可行的职业路径,“他们可能会认为科学家就是实验室里那些蓬头垢面的人。他们可能对科学家存在误解,不知道他们是致力于解决世界重大问题的人。”
在他的热忱鼓励下,17岁的杰米·李·索利马诺(Jamie Lee Solimano)就找到了这样一个重大问题。同其他很多决赛选手不同的是,她先前从未参加过科学竞赛。杰米是一位艺术家的女儿,在曼哈顿长大。她此次的参赛项目是细胞信号研究。
杰米说,她的兴趣源于冷泉港实验室(Cold Spring Harbor Laboratory),詹姆斯·沃森(James Watson,与弗朗西斯·克里克[Francis Crick]因发现DNA双螺旋结构共获诺贝尔奖)的大部分研究就是在该实验室进行的。在史岱文森高中,她继续研究她所说的这门“交叉学科”。
在哥伦比亚大学(Columbia)的一个实验室,她观察到了细胞初级纤毛——细胞表面突出的类似于毛发的细胞器——在受外界作用物干扰时所发生的情况。(她利用锂对细胞系进行培养,从而使得纤毛长得更长。)
她发现外界分子可以改变纤毛中蛋白质的组织形式,进而削弱细胞的信号功能。她的研究——只能借助超高分辨率显微镜进行——对诊断和预防出生缺陷和遗传缺陷会有所启示。
“在向公众解释分子生物学时,最大的挑战之一就是让人们理解他们看不到也摸不到的东西,”她在哥伦比亚大学的实验室里说。
登月
奥西宁高中坐落在韦斯切斯特郡的一座山上,校舍居高临下,西侧的哈德逊河尽收眼底。但学生并未因安逸闲适的校园环境而迷失自我,他们忙于功课和体育活动,同时还要从事社交,为升学焦虑。
或者,像丹·麦克奎德一样,忙于“作为癌症治疗新靶标的KLF6肿瘤抑制因子转录后调控部位的鉴别”。
同史岱文森高中一样,奥西宁高中也有一个专门的研究计划,针对的是十年级的学生。自2001年设立以来,该计划已经为英特尔科学奖输送了45名半决赛选手,其中2010年有8名之多,超过当年全美其他所有学校。但他们中无一人进入决赛。“丹有点像尼尔·阿姆斯特朗(Neil Armstrong),”他的指导老师皮奇里罗说,“我们先前从未登上过月球。”
据该计划的老师瓦莱丽·霍姆斯(Valerie Holmes)表示,计划旨在鼓励学生寻找与其个人相关的项目。对丹来说,这就是医学研究:在上高中一年级时,他的一个堂兄死于转移性肺癌。
他说,KLF6是一种蛋白质,在很多癌症中发挥着肿瘤抑制因子的作用,但“它的数量太少了”。为找出原因,他加入了曼哈顿的西奈山医院(Mount Sinai Hospital)的实验室;在那里,研究生和医院工作人员正忙于确定导致该蛋白质降解的因素。霍姆斯说,该计划也会培养学生的韧性;丹和他的指导老师在接触了三四十名潜在的导师之后,才最终找到一位可以带他的人。
在被问及前往华盛顿最期望什么时,丹脱口而出,说“见奥巴马(Obama)”。(英特尔科学奖的决赛选手通常都会受到总统接见。)当霍姆斯女士告诉他说,这将取决于世界大事,他或许只能见到副总统时,丹说那也不错。
有影响的创造