2023年1月31日，中国科学院大学“英才计划”生物特训营的第二天，一堂生动的“细胞生物学”【大学先修课】在云端开始了。授课教师是中科院生物物理研究所研究员、生物大分子国家重点实验室研究组长、博士生导师卫涛涛教授。
卫老师首先介绍了自己的研究工作，随后深入讲解了生命科学的定义、范畴及相关专业方向，打破了同学们对科研人员的刻板印象——原来现今的生物学家已将物理、化学、数学、计算机等多个学科的知识交叉融合，通过多种多样的方法研究生命科学问题。卫老师讲解了细胞生物学的定义，即在细胞水平上研究生命活动的学科，应用现代物理学、化学的技术成就以及分子生物学的方法与概念，以细胞作为生命活动基本单位的思维为出发点，研究和揭示细胞生命活动基本规律。卫老师通过图示，形象阐述了细胞生物学在生命科学研究和发展中的重要地位。
卫老师介绍了细胞生物学的发展历史。简述了从显微镜的发明到使用显微镜观察细胞形态，从施莱登指出细胞是构成植物的基本单位到施万指出“一切植物、动物都是由细胞组成的，细胞是生物体的基本结构单位”等重要的历史事件。从时间和价值尺度上指出了细胞生物学是古老的，也是现代生命科学中重要的基础前沿科学，进而引出了细胞学说的主要观点以及七个科学问题。卫老师通过介绍含羞草、果蝇羽化昼夜节律的例子，引申至生物钟的作用机制以及相关的分子生物学机制。生命过程中，物资匮乏是常态，那么如何应对物资匮乏？科学家从发现溶酶体、酵母液泡功能以及自噬泡等，逐渐揭示了物质循环利用的过程。健康一直是大家关注的重点，健康的杀手——重大疾病，也是细胞生物学关注的对象。卫老师以肿瘤发生与治疗靶标为例，介绍了肿瘤的形态、重要特征、形成过程、分子发生机制。以“油门”和“刹车”的比喻生动地描述了肿瘤细胞逃脱免疫细胞“追捕”的机制及相关治疗靶标。
卫老师系统介绍了细胞生物学与在分子水平以及超分子水平研究细胞生命活动的跨尺度、深度融合的发展趋势，简述了细胞生物学发展的四个时期： 细胞学说创立时期 (1665～1840)、细胞学经典时期 (1840～1890)、实验细胞学时期 (1890～1953)、分子细胞生物学时期 (1953～至今)，以及各时期的特点和主要研究内容。
卫老师重点介绍了细胞生物学的主要研究内容:在多学科交叉融合的趋势下，在亚显微结构上，可将真核细胞分为三大基本结构系统：生物膜系统、遗传信息与表达系统和细胞骨架系统。现代细胞生物学主要研究这三大系统在生命活动中的作用和机制。卫老师以抛出问题的形式来介绍细胞生物学的前沿内容，也结合大家的兴趣和关注点，提出了有关“三体人”的问题来引发大家思考讨论：“半人马座（三体星）可能存在智慧生物（三体人），可通过脱水而度过‘乱纪元’恶劣环境。如果三体人也是由细胞构成的碳基生命，其细胞结构需具备哪些特征？”
卫老师讲述了细胞生物学的研究对象和研究方法，即细胞生物学以完整个体的细胞而非剥离个体的细胞为研究对象，介绍了大肠杆菌、秀丽隐杆线虫、斑马鱼等多种模式生物以及如何利用其生命过程的“保守性”研究其他生命过程。卫老师介绍了细胞生物学关注的三种疾病、五大研究方向，讲述了大数据科学与精准医学、组织工程与再生医学、基因编辑与基因治疗、合成生物学与人工生命、脑机融合与人工智能等前沿内容。卫老师还就如何学习“细胞生物学”以及如何学好大学课业给出了多项建议，同时给予同学们殷切的希望和美好的祝愿。
在课程最后的师生互动环节，同学们畅所欲言，对转基因以及伦理问题、神经生物学和脑机接口融合等问题与卫老师进行了热烈的讨论。（文/图 陆彦静）
