马尔堡马克斯·普朗克陆地微生物学研究所所长赫尔格·博德教授在斯坦米勒（Steinmühle）举办的最新讲座中，吸引了众多感兴趣的听众。

出席活动的有85名修读生物学作为重点课程的12年级和13年级学生，还有众多基础课程的学生，以及“plus-MINT”人才培养项目的参与者。

那件事到底是怎么回事？

 

许多药物最初是由微生物产生的

在题为《新型抗生素》的演讲中，博德指出，我们许多最重要的药物——如抗生素、用于器官移植的免疫抑制剂或抗癌化疗药物——最初并非源自化学实验室，而是由微生物产生的。 在自然界中，细菌通常将这些物质作为对抗竞争对手的防御武器。

他进一步解释说，细菌是通过特殊的分子“流水线”（即所谓的非核糖体肽合成酶或聚酮合成酶）来合成这些复杂的活性物质的。 可以将这些酶想象成乐高积木或一套拼装套件，其中各种蛋白质会一步步地将化学构建模块组合起来。

 

越来越多的病原体正在产生抗药性

人们指出，越来越多的病原体对传统药物产生抗药性，因此仅在自然界中寻找新物质已远远不够。 赫尔格·博德的研究正是从这一点切入：他的研究小组破译了细菌的基因“积木”，将各个“乐高积木”拆解开来，然后在实验室中重新组合。 通过对细菌“生产流水线”的重新编程，产生了自然界中从未存在过的全新人工分子——这些量身定制的抗生素将用于对抗耐药病原体。

 

亟需开发个性化抗生素

博德指出，这些新型抗生素迫在眉睫，因为人类——尤其是由于集约化畜牧业中抗生素的广泛使用——对现有抗生素的耐药性正日益增强。

在长达一小时的讲座结束后，听众提出了许多有趣且发人深省的问题，这让博德教授特意称赞了施泰因米伦学校学生们的专注力和学习热情。

该报告是中黑森州学生研究服务中心发起的“Microbes@School”系列讲座的一部分。

(Gem) // 照片来源：马尔堡马克斯·普朗克研究所（MPI）、盖泽尔

 

在化学中心（ZFC）举办的第41届“发明家实验室”活动中，于8月17日至21日 ，来自黑森州16所学校、在STEM学科成绩优异的16名高中生在马尔堡菲利普斯大学进行了一周的研究，探讨了生物技术和药物研发领域的最新议题。 这些成绩优异的学生在马尔堡菲利普斯大学历史悠久的礼堂里，向包括黑森州教育部长阿明·施瓦茨在内的170位来宾展示了他们的研究成果。研究团队中还有来自马尔堡斯坦米勒学校及寄宿学校（Steinmühle – Schule & Internat）的尼克·塔吉基。 此次“发明家实验室”活动同时也是“黑森州建州80周年”系列庆祝活动的一部分。

 

当病毒发挥作用并保护濒死细胞时：

病毒能否在对抗危险细菌的斗争中发挥作用？ 如何有针对性地攻击肿瘤细胞？能否将活性物质进行特殊包装，使其精准作用于所需部位？处于应激状态的干细胞能否保护其他细胞？八名女学生和八名男学生向来自科学界、政界、教育界和商界的来宾们展示了这些问题的答案。 活动地点位于马尔堡菲利普斯大学的旧礼堂——这座历史悠久的场所，数百年以来一直是教学与科研的圣地。在那里，这些青少年生动而精炼地展示了他们在为期一周的密集实验室工作中所取得的成果。

“仅靠科学知识是不够的。还必须能够以非专业人士也能理解其重要性的方式进行传播，”ZFC董事会成员托马斯·施耐德迈尔博士表示。“在当今假新闻泛滥的时代，我们比以往任何时候都更需要这种知识传播。” 这些青少年并没有进行简化的学校实验，而是在马尔堡菲利普斯大学的科研小组中工作了一周。在那里，他们了解了科学方法，并自主开发和验证了解决方案。他们还亲身体验到，研究的结果并不总是如人所愿。

 

工业制药生产一瞥

“发明家实验室”不仅培养成绩优异的学生，还为他们的大学深造和职业发展开辟了切实可行的前景。 在研讨会周的第一天，青少年们参观了Aenova位于马尔堡的工厂，深入了解了工业化药品生产以及制药行业中的潜在就业领域。 在马克斯·普朗克陆地微生物学研究所，所长赫尔格·博德教授生动地讲解了科学研究方法和学术职业发展路径。“正是这种将研究、交流与职业指导相结合的特色，构成了‘发明家实验室’的核心，”同样担任ZFC董事会成员的梅克·耶格尔表示。

这16名青少年在严格的选拔过程中脱颖而出。今年共有来自黑森州115所学校的196名成绩优异的高中生报名参加了ZFC的两期“发明实验室”项目。 在选拔过程中，ZFC除了考虑学业成绩外，还注重保持均衡的性别比例，并尽可能吸纳来自不同学校的
学生。

 

与日常生活建立联系

PIM-1突变对我们的影响有多大？在座的各位中，有人见过这种畸形吗？所有的病毒都像新冠病毒一样有害吗？濒死的干细胞能保护其他细胞吗？

学生们正是以这些生动的问题拉开了期末汇报的序幕。他们自信从容地将极其复杂的科学原理解释得通俗易懂，并不断将其与听众的日常生活建立联系。 “PIM1激酶实际上是我们细胞中的一种重要蛋白质。但如果它以突变的、即有缺陷的形式存在，就会助长肿瘤的形成和生长，”一个小组解释道。 “这可能影响到我们每个人。”正因如此，继续研究新的治疗方案就显得尤为重要，因为患者对此寄予厚望，且迫切需要这些方案。

在各研究小组中，学生们使用了专业的实验室技术——从色谱法和质谱法，到扫描电子显微镜，再到细胞培养和荧光技术。 在科研人员的指导下，他们进行了高难度的实验，并对实验结果进行了分析，从而真实地了解了现代生命科学研究的日常工作。

 

“运用STEM知识分析新闻”

ZFC董事会成员托马斯·施耐德迈尔表示，要正确理解公众讨论和新闻报道，迫切需要自然科学知识。“如今，STEM知识也是一种抵御虚假或误导性言论的‘防护盾’。” 他以关于
氢能技术的公开言论为例，说明了从专业角度评估新闻有多么困难。他指出，那些亲自进行氢能实验并掌握自然科学基础知识的人，能够更好地理解和评估相关言论。

施耐德迈尔还谈到了当前围绕mRNA疫苗的争论。他指出，这项技术是否合理且安全，不能仅凭政治言论来判断，而只能通过与该领域科研人员进行对话来评估。 正因为如此，特别是在假新闻和人工智能的背景下，培养年轻人批判性地审视和评估媒体信息的能力，已成为全社会共同的任务。

 

真正的科研与传统的学校教学不同

青少年们亲口描述了真正的科研与传统课堂教学相比是多么不同。“对我来说，最难忘的时刻是合成首次成功，我们真的把自己的产品拿在手里的那一刻，”一名学生说道。

一名女学生用一个词概括了她的体验：“自主性。”她指出，虽然学校实验通常会明确规定具体要做什么以及预期结果，但在实验室里，她们却能自主确定研究重点。 “我们拥有更大的灵活性，能够与项目建立一种截然不同的联系。”专业研究中所具备的技术条件也给她留下了特别深刻的印象。

一名学生从这一周中获得了另一项启示：“大自然中蕴藏着无数解决我们问题的方案。我们只需更仔细地观察、探索并加以利用。”

在学业和职业规划方面，发明实验室也开辟了新的视野。“你能结识来自不同专业领域、不同专业和不同职业的人，并获得第一手的经验和建议，”一名女学生说道。

另一位女学生也总结道：“与科研人员进行的交流再次显著拓宽了我的视野。”

 

马尔堡——一座拥有悠久传统的科学重镇

国务部长阿明·施瓦茨高度评价了马尔堡作为强大的科研重镇的地位，并称这16名参与者是该领域的下一代力量。 “发明家实验室”象征着“人才、创意与创新”，也代表着提出正确的问题。施瓦茨望着这些年轻人说道：“我们拥有这样一群年轻人：他们能力出众，志向远大，将推动我们不断前进”——无论是在科学领域，还是在经济领域。

马尔堡菲利普斯大学学生副校长伊芙琳·达默（Evelyn Damer）回顾了该校近500年的研究传统。她指出，该“发明实验室”象征着“新一代研究人员的成长”。 青少年们可以在这里直接了解大学、科研以及可能的升学路径。与此同时，将知识转化为经济价值也是黑森州作为科研基地的重要因素。

 

“我们需要充满好奇心的人”

黑森州经济、能源、交通、住房和农村事务部的雅宁·萨梅斯博士将重点放在了研究与应用的结合上。她指出，马尔堡是“化学与医疗保健”的交汇点。 从埃米尔·冯·贝林到当今的生命科学产业，都彰显了科学成果如何转化为医疗应用和经济发展。“我们需要充满好奇心的人，需要那些渴望创造知识并勇于实践的人，”萨梅斯说道。

黑森州化学工业协会（VCI）的海克·布劳姆将马尔堡称为开展生物技术和药物研究的“理想之地”。 该市长期以来一直以科学和制药研发为特色，但同时也不断面临新的
挑战。“这需要智慧之士，”布劳姆表示：需要那些能够共同参与规划、勇于承担责任并携手制定解决方案的人。

 

有没有典型的职业发展路径？

马尔堡菲利普斯大学的学生约翰娜·吕克（Johanna Lücke）在一次关于学业与职业规划的访谈中，展示了自然科学类专业涵盖的领域有多么广泛。她选择攻读药学专业，是因为希望将自己对自然科学的兴趣与医学以及药物的作用相结合。 “药学融合了多个学科领域，包括医学、化学、生物学，甚至还有一点物理学，”她说。
马尔堡化学中心（Chemikum Marburg）主任克里斯托夫·韦格谢德-格拉赫博士通过自己的职业经历表明，职业道路并不一定非要一帆风顺。 起初他打算攻读化学专业，后来却转读了药学，获得博士学位后，曾在制药行业工作，之后又重返大学。 如今，他将药学、教学、青年人才培养和科学传播融为一体。他的总结是：
自然科学专业所开启的职业道路，远比传统职业形象所暗示的要广泛得多。“多了解信息，多尝试，不要被吓倒，”他这样建议年轻人。

 

国务部长阿明·施瓦茨：“我学到了些东西”

国务部长阿明·施瓦茨对这些青少年的展示印象深刻。他们探讨了具有挑战性且与社会密切相关的问题，并将复杂的研究以通俗易懂的方式呈现出来，使得即使是非专业领域的听众也能从中获益良多。 “我学到了新知识，”施瓦茨说道。这些青少年代表了“纯粹的创新”和“纯粹的好奇心”。

黑森州文化、教育与机会部STEM部门负责人安克·洪特（Anke Hundt）特别强调，这些青少年对他们所进行的研究的解释通俗易懂。尤其值得称道的是，他们一开场就通过一个生动的问题吸引了听众的参与，并借助贴近日常生活的类比，让听众轻松理解了量级概念。

 

将专业术语转化为通俗易懂的语言

黑森州VCI的海克·布劳姆在听了关于噬菌体的讲座后也有类似的感受。她说，此前她并不知道什么是噬菌体，但作为一名非自然科学背景的人，这场演讲让她理解了噬菌体的重要性。 她特别称赞这些青少年总能将专业术语转化为通俗易懂的语言。

黑森州经济部的雅宁·萨梅斯博士在演讲结束后也特别强调了幽默的作用。但他指出，同样重要的是，这些青少年坦率地展示了实验并不总是按计划进行。正是在这种情况下，才需要从意想不到的结果中衍生出新的问题。

 

ZFC的“MINTIES”活动：短片与Reels之间的科学

通俗易懂地传播科学知识，也是ZFC“MINTIES”项目的目标。 “发明家实验室”的前学员们为YouTube、Instagram和TikTok制作科普视频、短视频及Reels短视频。目前，线上已有超过220条内容发布。内容涵盖范围广泛，从“绿色钢铁”和氢能出行，到3D打印的人工组织结构。 例如，MINTIES成员与因《老鼠节目》（Sendung mit der Maus）而广为人知的克拉丽莎·科雷亚·达·席尔瓦（Clarissa Corêa da Silva）合作，围绕氢能和燃料电池进行了实验，并通过
氢能汽车等实例生动地展示了这项技术。

埃莉丝·贝克也展现了“发明家实验室”与“MINTIES”项目之间的紧密联系：去年她本人还是“发明家实验室”的参与者，而今年她则以主持人的身份，口若悬河地主持了闭幕式。 作为一名MINTIES成员，她同时还在镜头前讲解科学主题，例如在3D打印中，如何利用干细胞和所谓的“生物墨水”形成三维细胞结构。

这些科普视频、短视频和Reels的目的是将大学和工业界的研究成果带入青少年消磨闲暇时光的场所，并以通俗易懂的方式呈现复杂的未来议题，使其即使在专业课程之外也能被理解
。

 

正是这些充满热忱的合作伙伴让这一切成为可能

“发明家实验室”的建立得益于高校、研究机构、资助方及合作伙伴之间紧密的协作网络。 “我要特别感谢所有为本周活动提供支持的人，”托马斯·施耐德迈尔博士说道。正是这种长期且互信的合作，才使得学生能够直接参与到真实的研究中来。

活动尾声，梅克·耶格尔再次将16名青少年推到了聚光灯下。经过一周的紧张准备和最终展示，最诚挚的感谢应归于他们：“你们才是本次活动的主角。”

克里斯托夫·韦格谢德-格拉赫博士在总结时强调，负责指导的工作组也能从这种交流中获益。青少年的问题和观点可能会开辟新的视角。“这样双方都能从中获益，”他说。

作为对其表现的认可，16名参与者在活动结束时获赠了《科学视界》（Spektrum der Wissenschaft）杂志的一年订阅，这使他们即使在“发明实验室”活动结束后，也能继续关注最新的科研动态。

 

利用STEM知识对抗虚假新闻

“发明家实验室”是ZFC倡议“学校3.0——未来STEM教育”的一部分。其目标是将数字化、人工智能、气候保护、能源转型和药物研发等与社会密切相关的主题，更紧密地融入学校的常规课程中。 该项目旨在帮助年轻人理解科学原理，对信息进行专业分类，并了解大学深造和职业发展的前景。此外，该倡议还旨在借助STEM知识，帮助年轻人识别和评估网络上针对性地传播的虚假新闻。

 

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