廣州六中作為全國(guó)科學(xué)教育創(chuàng)新十佳學(xué)校、全國(guó)科學(xué)教育實(shí)驗(yàn)校，每年長(zhǎng)假期間，為具有一定創(chuàng)新潛質(zhì)、致力于科技特色發(fā)展的中學(xué)生提供一個(gè)接觸科學(xué)、走進(jìn)科學(xué)、參與科研的實(shí)踐機(jī)會(huì)，挖掘他們的創(chuàng)新潛質(zhì)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的自信心和競(jìng)爭(zhēng)力，廣州六中與著名高校和科研院所聯(lián)合舉辦假期科創(chuàng)營(yíng)。從多領(lǐng)域征集創(chuàng)新研學(xué)項(xiàng)目供學(xué)生選擇，項(xiàng)目組成員在導(dǎo)師的指導(dǎo)下共同完成項(xiàng)目學(xué)習(xí)、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)或?qū)嵨镏谱?，并提交研學(xué)報(bào)告、心得體會(huì)。這些項(xiàng)目的研學(xué)成果是學(xué)生未來(lái)參加各類創(chuàng)新發(fā)明大賽、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)性素材。

近年來(lái)，為落實(shí)教育部等十八部門《關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見》（教監(jiān)管〔2023〕2號(hào)），在教育“雙減”中做好科學(xué)教育加法的各項(xiàng)措施全面落地，一體化推進(jìn)教育、科技、人才高質(zhì)量發(fā)展，廣州六中持續(xù)開展了“推進(jìn)科技特色高中高質(zhì)量發(fā)展的科技創(chuàng)新活動(dòng)”，加強(qiáng)高校與高中協(xié)同育人在人才培養(yǎng)方面的銜接，推進(jìn)科學(xué)探索實(shí)驗(yàn)室、綜合實(shí)驗(yàn)室、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、科學(xué)場(chǎng)館等建設(shè)，配齊配好實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和資源，為科學(xué)教育提供了強(qiáng)有力的軟硬件支撐。

這次暑假，廣州六中有13名學(xué)生在老師的指導(dǎo)下選擇5個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，取得了階段性成果。

紅樹林特境微生物活性分子的新發(fā)現(xiàn)

許湘婕 孫晨曦 曾子涵

中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所，作為國(guó)家級(jí)綜合性海洋研究機(jī)構(gòu)，始終站在熱帶海洋科學(xué)探索的前沿，致力于生態(tài)安全、綠色發(fā)展與海洋資源利用保護(hù)等關(guān)鍵領(lǐng)域的研究，為我國(guó)海洋事業(yè)提供了堅(jiān)實(shí)的科研支撐。

7月25日至29日，來(lái)自廣州六中的許湘婕、孫晨曦、曾子涵三位同學(xué)相約來(lái)到中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所（簡(jiǎn)稱“南海所”）。在老師的指導(dǎo)下，師生合作探索“紅樹林特境微生物活性分子。同學(xué)們圍繞紅樹林這一獨(dú)特生態(tài)系統(tǒng)中的微生物資源，深入研究了其抗菌活性代謝產(chǎn)物的奧秘。

聆聽專家講座

紅樹林，被譽(yù)為“海洋綠肺”，不僅是眾多生物的棲息地，更蘊(yùn)藏著豐富的微生物資源。這些微生物在長(zhǎng)期進(jìn)化中形成了獨(dú)特的代謝機(jī)制和抗菌活性，成為醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

本次研學(xué)聚焦于斯里蘭卡紅樹林這一獨(dú)特生態(tài)系統(tǒng)，利用先進(jìn)的微生物發(fā)酵調(diào)控技術(shù)和分子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，探索其中的微生物資源及其抗菌活性代謝產(chǎn)物。

配制PDA培養(yǎng)基

在老師的悉心指導(dǎo)下，三名同學(xué)通過(guò)脅迫培養(yǎng)策略，成功從一株紅樹林來(lái)源的微生物中分離出兩個(gè)結(jié)構(gòu)新穎的氧雜蒽酮類天然產(chǎn)物。這些化合物不僅結(jié)構(gòu)獨(dú)特，還展現(xiàn)出潛在的抗肺纖維化藥用活性，為新藥開發(fā)提供了寶貴的前體分子。同時(shí)，他們對(duì)實(shí)驗(yàn)方法與流程進(jìn)行了系統(tǒng)優(yōu)化，顯著提高了新穎代謝產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn)效率。

接種微生物

菌株的上架

在研究過(guò)程中，同學(xué)們不僅掌握了HPLC化學(xué)分析、GNPS全球天然產(chǎn)物分子網(wǎng)絡(luò)分析等先進(jìn)技術(shù)，還學(xué)會(huì)了如何構(gòu)建高效的藥源微生物快速挖掘體系。這些技術(shù)不僅幫助他們從復(fù)雜的代謝產(chǎn)物中快速篩選出具有潛在價(jià)值的成分，還培養(yǎng)了他們的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力。

硅膠柱層析的裝柱準(zhǔn)備

成長(zhǎng)之路，收獲滿滿

通過(guò)不懈努力，三名同學(xué)不僅取得了比較顯著的科研成果，更在科研過(guò)程中收獲了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。他們學(xué)會(huì)了如何像科學(xué)家一樣思考與探索，如何在面對(duì)挑戰(zhàn)時(shí)保持冷靜與堅(jiān)持。更重要的是，他們深刻體會(huì)到了團(tuán)隊(duì)合作的重要性，學(xué)會(huì)了如何在失敗中尋找原因并不斷改進(jìn)。

分工協(xié)作，完成實(shí)驗(yàn)

海洋之夢(mèng)，科學(xué)之光

紅樹林特境微生物活性分子的新發(fā)現(xiàn)不僅為藥物開發(fā)提供了新線索，更為我們展示了自然界中蘊(yùn)藏的巨大潛力。通過(guò)這次研學(xué)，三名同學(xué)不僅學(xué)到了實(shí)驗(yàn)儀器的操作、積累了科研經(jīng)驗(yàn)，更在科研道路上邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。我們相信，在未來(lái)的日子里，他們將繼續(xù)秉持科學(xué)精神，探索未知領(lǐng)域，為人類的進(jìn)步和發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。

研學(xué)心得體會(huì)

（一）

在現(xiàn)代藥物研發(fā)中，自然界中的微生物資源正逐漸顯現(xiàn)其無(wú)可替代的價(jià)值。斯里蘭卡紅樹林生態(tài)系統(tǒng)作為一個(gè)獨(dú)特的可持續(xù)性生態(tài)環(huán)境，蘊(yùn)藏著極其豐富的微生物資源，其特殊的環(huán)境促使微生物產(chǎn)生了許多獨(dú)特的代謝產(chǎn)物。我們參與的研究旨在探索這一生態(tài)系統(tǒng)中的微生物資源，通過(guò)創(chuàng)新的方法和技術(shù)挖掘藥源分子，為藥物開發(fā)提供新線索。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我深刻體會(huì)到了科學(xué)研究的復(fù)雜性和挑戰(zhàn)性，也學(xué)習(xí)了很多科學(xué)研究的新思路。

傳統(tǒng)的藥源微生物篩選通常依賴于大量的隨機(jī)篩選，這種方法既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，且成功率較低。我們參與的研究做出了創(chuàng)新性嘗試，結(jié)合分子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行化學(xué)排重，構(gòu)建了一套高效的藥源微生物快速挖掘技術(shù)體系。這一方法的創(chuàng)新在于它不再依賴于盲目篩選，而是通過(guò)優(yōu)化發(fā)酵條件和利用色譜柱等化學(xué)分析技術(shù)，大大提高了新代謝產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn)幾率。

在菌株篩選階段，除了傳統(tǒng)的抑菌實(shí)驗(yàn)，我們還使用了HPLC化學(xué)分析和全球天然產(chǎn)物分子網(wǎng)絡(luò)（GNPS）分析。HPLC化學(xué)分析能夠幫助我們快速分離和檢測(cè)發(fā)酵液中的化合物，而GNPS分析則通過(guò)構(gòu)建化學(xué)分子網(wǎng)絡(luò)，有效排除已知化合物，集中精力挖掘潛在的新型代謝產(chǎn)物。這些新的技術(shù)使我們能夠從復(fù)雜的代謝產(chǎn)物中快速找出具有潛在價(jià)值的成分。

通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷，我們深刻領(lǐng)悟到在科學(xué)研究中，創(chuàng)新和優(yōu)化的重要性。我們將會(huì)把嚴(yán)謹(jǐn)和創(chuàng)新精神應(yīng)用在未來(lái)的學(xué)習(xí)和生活中，仔細(xì)觀察，認(rèn)真思考，敢于創(chuàng)新，培養(yǎng)鍥而不舍的精神。

（二）

聽了關(guān)于從生態(tài)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)微生物資源的精彩講座，平時(shí)較少接觸的新鮮事物同學(xué)們立刻來(lái)了興趣。科學(xué)發(fā)展了如此之久，人們對(duì)于陸地上的事物元素等已了解頗多，因此對(duì)遼闊又神秘的大海的探索也由此展開。我們逐漸意識(shí)到新化合物的合成對(duì)一些疾病的治療意義重大，為人類的未來(lái)有巨大的影響，更加期待在實(shí)驗(yàn)中去發(fā)現(xiàn)、探索。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中我們收獲頗多：

（1）斯里蘭卡紅樹林底泥中蘊(yùn)含豐富資源，但在眾多化合物中需要通過(guò)活性篩選、GNPS、HPLC分析等方式縮小范圍找到代謝產(chǎn)物豐盛的菌株，方便高效提取其代謝產(chǎn)物，甚至發(fā)現(xiàn)新產(chǎn)物。

（2）學(xué)習(xí)相關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟并熟悉眾多儀器：鞏固了學(xué)校生物實(shí)驗(yàn)中的接菌步驟，并熟練運(yùn)用于研究所需，而在此基礎(chǔ)之上，我們還學(xué)習(xí)了自制培養(yǎng)基，便于設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。此外我們?cè)谥笇?dǎo)下還完成了細(xì)菌、真菌的保菌以及對(duì)被保菌的菌種復(fù)活、接種；學(xué)習(xí)使用液相色譜儀，分離提取物并觀察分析色譜圖。

（3）逐漸培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯克悸罚后w會(huì)到要在一切行動(dòng)之前先有所思考并提前計(jì)劃，在發(fā)現(xiàn)有意義的化合物之前可以通過(guò)菌株篩選以縮小范圍提高效率，這種方法在眾多學(xué)習(xí)、研究中都至關(guān)重要，否則一切都是大海撈針浪費(fèi)時(shí)間與精力。

（4）學(xué)會(huì)查找文獻(xiàn)資料：在科學(xué)研究中，前人的研究成果和研究方法是我們需要學(xué)習(xí)的。在查閱文獻(xiàn)的過(guò)程中，我們的總結(jié)能力不斷提升，學(xué)習(xí)能力也不斷加強(qiáng)。從最初的模仿方法，到參考過(guò)程，再到最后再創(chuàng)新思路，得到新數(shù)據(jù)。

（5）體會(huì)到創(chuàng)新的重要性：若沒(méi)有大膽的嘗試與堅(jiān)持的探索之路科學(xué)的發(fā)展將就此止步，斯里蘭卡紅樹林中仍有大量資源尚未開發(fā)，是探索的好機(jī)會(huì)，在本次研究的過(guò)程中我們?cè)囍岢霾煌挠^點(diǎn)及方法，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)嘗試論證。但要注意的是創(chuàng)新不是天馬行空的，我們應(yīng)當(dāng)給予實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)亦或前人文獻(xiàn)確定自己研究的大方向，在嘗試提出新問(wèn)題，新觀點(diǎn)。

家長(zhǎng)寄語(yǔ)

（一）

在老師們精心指導(dǎo)下，孩子們經(jīng)過(guò)不懈的努力，終于從紅樹林微生物中成功分離出了具有顯著活性的分子，并初步驗(yàn)證了紅樹林微生物活性分子潛在的藥用和環(huán)保等價(jià)值，這為小孩在未來(lái)科學(xué)探索和求學(xué)成長(zhǎng)中提供了無(wú)盡的空間。參與這次紅樹林微生物活性分子創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，不僅僅是讓小孩經(jīng)歷了一次對(duì)自然奧秘的探索之旅，更是一場(chǎng)科學(xué)思維與實(shí)踐能力并進(jìn)的深刻體驗(yàn)。尤其研究所先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、老師們高水平的專業(yè)技術(shù)指導(dǎo)讓小孩深刻體會(huì)到科學(xué)研究的魅力，同時(shí)，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中面對(duì)問(wèn)題和解決問(wèn)題的艱辛過(guò)程，鍛煉了孩子堅(jiān)韌不拔的毅力與團(tuán)隊(duì)合作的精神。非常感謝學(xué)校給予的機(jī)會(huì)，感謝老師們的悉心指導(dǎo)！

（二）

非常幸運(yùn)這幾名高中生可以參與這次紅樹林微生物活性分子創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，孩子們通過(guò)這次活動(dòng)持續(xù)保持對(duì)待問(wèn)題的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度與對(duì)世界的好奇，逐漸明白只有做好每一天的小事，方可成就理想的大事。只有相互欣賞、團(tuán)結(jié)互助才能克服困難，完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。希望小團(tuán)隊(duì)里的同學(xué)們今后將無(wú)限可能化為實(shí)際行動(dòng)，創(chuàng)造屬于他們的燦爛未來(lái)！

感謝中科院南海所周雪峰教授團(tuán)隊(duì)和六中宋建陵老師團(tuán)隊(duì)！