郦伟甫博士1982年毕业于原浙江农业大学农学系。1985年赴美攻读博士,然后,他在美国国家实验室从事能源研究,并取得了杰出成就。他曾荣获美国能源部青年科学家奖和美国总统科学家及工程师早期成就奖,出席了在美国白宫举行的颁奖典礼。这是美国政府授予科学家的最高荣誉奖。美国总统科学顾问致函郦伟甫;称赞“他是新一代科技人员的楷模,是科学家及工程师中的杰出代表”。
目前他是美国弗吉尼亚州诺福克市欧道明大学 (Old Dominion University)化学与生物化学系研究员,最近他在<<美国生理学细胞生理学杂志>>上发表了一篇新的里程碑式综述。
ODU研究员郦伟甫的里程碑式综述:
重新构想细胞如何储存和传输能量

里程碑综述
质子电容器细胞能量学:跨膜静电局域化质子/阳离子
James Weifu Lee (郦伟甫)美国弗吉尼亚州诺福克市欧道明大学 (Old Dominion University)化学与生物化学系
摘要 跨膜静电局域化质子/阳离子电荷(TELPs/TELCs)理论可作为理论框架,更好地解释细胞电生理学并阐明生物能量系统,包括去局域化和局域化质子耦合。根据TELCs模型,膜一侧TELCs的过剩正电荷由膜另一侧跨膜静电局域化氢氧根阴离子(TELAs)的过剩负电荷平衡。通过TELCs-膜-TELAs电容器模型,最近已更好地阐明了线粒体和嗜碱细菌中的氧化磷酸化能量学,从而鉴定出一种新型B型能量过程。TELCs模型的研究和实验验证结果均表明,无需假设的“势阱/势垒”模型来解释TELPs的形成。最近,将TELCs模型应用于神经细胞,得出了新型神经跨膜电位积分方程。在本综述文章中,我们将探讨TELCs-膜-TELAs模型及其应用,包括其特征和预测,这些可能有助于更好地理解细胞能量学。同时,我们还将讨论一些最近的批评,并指出未来研究的机会和方向。TELCs模型具有良好的预测性,并为进一步研究提供了新的机会,作为理论工具,有助于更好地理解细胞生理学、生物能量学和神经科学。这篇里程碑综述文章及时提供了质子电容器细胞能量学这一新兴且令人兴奋的科学领域的最新发现、突破性进展、新发展和知识、方向以及未来研究的机会。
发表在<<美国生理学细胞生理学杂志>>上的一篇新的里程碑式评论强调了欧道明大学通过发现和技术改善人类健康的承诺。该评论由理学院化学和生物化学教授James Wei fu Lee(郦伟甫)博士撰写,提出了一个名为跨膜静电定位质子/阳离子(TELCs)的新框架,为生物学最持久的问题之一提供了新的见解:活细胞如何储存、移动和使用能量。
细胞是微小的动力源。每一次心跳、肌肉收缩和神经冲动都取决于质子和带电离子在细胞膜上的运动。几十年来,获得1978年诺贝尔化学奖的彼得米切尔化学渗透理论解释了质子梯度如何驱动细胞能量产生。同样,获得1963年诺贝尔医学生理学奖的霍奇金-赫胥黎电缆理论揭示了电脉冲如何沿着神经元传播。郦的TELCs理论补充了这两者,提出细胞也像微型电容器一样,在局部静电场中储存能量,在需要时可以快速释放。
简单地说,郦将活细胞比作可充电电池:当质子被泵送穿过膜时,正负电荷在相对两侧积聚,就像电池的端子一样。这种微小的电荷分离形成了一个储能的"质子电容器",可以为以后的基本反应提供动力,例如产生三磷酸腺苷或ATP,这种分子几乎为身体的每个过程提供燃料。
郦说:"这个框架帮助我们不仅将细胞视为一袋化学反应,而且将其视为一个优雅的储能和信息处理系统"。它建立在我们对离子通道和跨膜电位的了解之上,但带来了一种基于物理学的视角,可能有助于解释我们以前无法完全描述的行为。
虽然TELCs框架是理论性的,但它对神经科学、心脏生理学和生物医学工程具有潜在的影响。对细胞能量学的深入理解可以帮助改善用于治疗运动障碍和慢性疼痛的深部脑和脊髓刺激疗法。它还可能推动生物电子医学的发展,该医学利用小的电脉冲来调节器官功能,并激发与神经系统无缝通信的更节能的假肢。
郦说:"我相信基础科学从来都不是抽象的"。了解生命的物理学最终可以激发新的治疗方法、技术和患者护理的可能性。美国生理学会里程碑评论是为受邀作品保留的荣誉,这些作品以可能塑造未来研究方向的方式综合了知识。在接受采访时,该杂志的编辑称赞郦的文章是"对该领域的杰出贡献"。郦之前曾于2023年获得学会生理学史讲座奖,以促进对动作电位和神经刺激的理解。


