Prologue

首先我们要先简单提一提另外一个概念,交叉学科Interdisciplinary Study。

 

Interdisciplinarity or interdisciplinary studies involves the combining of two or more academic disciplines into one activity. It draws knowledge from several other fields like sociology, anthropology, psychology, economics etc. It is about creating something by thinking across boundaries. 

 

随着科研项目的复杂化,许多研究者把眼光放远,借用其他学科的准则和规律来开创新的科研思路。除开一小部分形式大于内容的研究之外,越来越多的交叉学科研究被提出。

例如用数学统计的方法来构造模型,试图解决政治科学的问题;例如用信息科学的大数据方法来分析人类基因组的复杂构造;例如用心理学的方法来试图解决违背常规经济学规律的债券市场异常;例如用心理学、逻辑学、语言学、哲学和神经科学等学科来解决人类的认知问题。

如此种种皆要求研究者眼观六路耳听八方,汲取不同领域的观点和想法。单一学科的知识在新领域内很可能会发挥奇效。

 

What is Biochemistry?

了解“交叉学科”之后,我们来说一说最为古老的交叉学科之一的生物化学。

 顾名思义,生物化学就是用化学方法来解决生物问题的一门学科。

 
自19世纪以来
李比希Justus, baron von Liebig、巴斯德Louis Pasteur、李普曼Fritz Albert Lipmann等科学家皆前赴后继地尝试把生物现象和化学过程联系在一起。新的仪器和观察方法使得研究生物问题越来越离不开化学。
 
1840年前后
李比希首先把植物的光合作用和动物的呼吸作用包含在他关于化学循环的经典论文中,他指出如果没有植物的光合作用,地球上的动物很快就会消失。
 
1860年
巴斯德证明了发酵过程中需要特定的细菌和真菌,至此开始了现代细菌学的旅程。
 
1929年
三磷酸腺苷ATP被首次从肌肉细胞中分离纯化,11年后李普曼提出ATP是生命细胞中被广泛使用的“能量硬通货”,当然在现在,这已经成为了细胞生物学中一块不可拆卸的基石了。

 生物学研究的过程中,化学反应和机理时刻揭露着生物现象的本质。

Where?

在美国大学中,生物化学专业通常属于生物系Department of Biology一块重要组成部分。我们接下来就来看看有哪些学校的生物化学专业位列前位。

 根据2018年US News对美国大学研究生学院中生物化学研究的排名,前六名是:

  • 麻省理工学院
  • 斯坦福大学
  • 哈佛大学
  • 加州大学伯克利分校
  • 加州大学旧金山分校
  • 耶鲁大学占据榜单

麻省理工学院 

Massachusetts Institute of Technology

 

说到理工科,麻省理工是一所永远也绕不开的学校。MIT尤其鼓励学生在实验和实际操作中拓展知识的边界。因此,在本科时期就有大学生科研机会项目 UROP Undergraduate Research Opportunities Program。

MIT 的UROP项目自1969年始,鼓励本科生积极参与到研究工作中。

MIT相信大学生应该被当做是年轻的科研伙伴,和有经验的教授搭档,应给予其独立自主的研究机会。

去年12月生物化学系的一项研究确定了孢子花粉素Sporopollenin的准确分子结构,孢子花粉素的聚合体是世界上几种最不具化学活性的生物分子聚合物之一。

此次确认也使得科学界对植物的花粉传播过程有了更深入的理解。

 

加州大学伯克利分校

University of California – Berkeley

 

成立于1868年的加州大学伯克利分校是公立大学中的佼佼者,校园坐落于旧金山湾附近,每年有超过30,000名本科生在读。

伯克利素来被称为加州自由党派的大本营,校内自发组织的活动和社团层出不穷,体育项目也在全美的大学生联盟中独树一帜。

其分子生物系属下的生物化学专业也榜上有名。不过相对于MIT、Caltech等以研究为著称的理工科大学,同学们可能需要更多的努力和付出在能在同校同学的竞争中脱颖而出,找到合适的研究机会。

密歇根大学安娜堡分校

University of Michigan – Ann Arbor

 

密歇根大学安娜堡分校是美国公立大学中的翘楚,是“公立常春藤”联盟中的一员。

学校成立于1817年,每年本科入学数超过30,000人,在商科、工程、法学院和医学院等领域皆有所成就。

密歇根大学属下医院和研究中心闻名全美,其中生物化学系亦起到了独到的作用。全美综合排名第27位。

伊利诺伊大学厄巴纳 – 香槟分校

University of Illinois at Urbana-Champaign UIUC

 

伊利诺伊大学厄巴纳 – 香槟分校是一所规模庞大的综合性大学。

学校坐落于密歇根湖以南的平原,学校建立的初衷是提供农业、工业等方面的教育,因此兽医学、农学和工程学是该校的招牌项目之一。

得益于兽医学和牙科医学的良好口碑,在UIUC,生物化学也很受本科学生欢迎。

除此之外UIUC是公立大学中拥有图书馆藏最大的大学,全美图书馆藏数量能超过UIUC的也只有斯坦福大学和哈佛大学。

UIUC对中国留学生十分友好,录取率相对其他学校偏高。学校综合排名第46位。

Which Courses?

 

那完成生物化学专业要完成哪些细分课程呢?下面我们就来看看加州大学伯克利分校的生物化学课程。

在UCB的分子和细胞生物系下有五个专精分支,生物化学和分子生物学是其中一个。

 

 

生物化学系又在高年级会有更加细分的偏向,其一是可以偏向基因学和细胞信号的方向,其二是偏向于生物中的有机化学反应的方向。两者皆有不同的必修课程。

分支一需要细胞中生物分子的调节、生物大分子的合成以及微生物基因学等课程;

分支二需要物理化学、基础基因学(比较笼统的基础学科,微生物基因学就比较有针对性)等课程。

两者都需要有大量的时间花在做实验上。生物化学是一门非常强调实验和动手能力的学科。

科学家们也不是生来有这样的技能,所以在本科时期就能有意识地锻炼科研水平以及和同事们的协作能力,会有事半功倍的效果。

尽早参与类似于MIT UROP这样的和有经验导师合作的项目,一可以积累科研经验,二可以让你自身认清科研这样的生活是不是适合你本身,为未来做打算。

只有在尝试过各种选项之后才能得到充分多的信息,做出最适合自己的选择。

 

和美国大部分大学一样,UCB也是学分制,其不同院系提供了大量的课程来给本科生增长见识。

在这个项目中可以选修的课程在生物系、化学系、物理系、环境工程系、数学系、统计系、营养学和毒物学系、公共健康系中都有涉猎。

 

同学们可以和自己院系的导师或者Registrar’s Office 预约一个时间,敲定四年内应该完成的课程安排。

当然随着学习的进程,每个人对这门科学的看法和兴趣都会发生改变,因此就要随时在课程选择上做出合适的调整,灵活做出应对。

Who are they looking for?

 

对于生物化学的本科申请者,要求其在高中时期就有科研经历那是完全不可能的。当然你有国际化学金奖那就更好,不过这也就试用于小部分人。

对于招生官来说,能体会到你对生物化学这门学科的热爱和对科学精神的推崇那就已经成功一小半了。

如果能在文书中把你的个人经历经验和生物化学对社区/社会的有益之处联系在一起那又往前走了一小步。

基础学科的招生官比较看重学生的学科成绩,如果在数理化生上的哪一科的平时成绩稍有欠缺,那我推荐去参加一些AP或者SAT II的对应考试来证明你的学习能力并没有问题。

如果你在GPA和SAT等标准化考试中没有达到去年招生的水平那就要提供额外的证明(比如刚刚说的AP和SAT II考试)来说服招生办公室。

有了这些考试成绩还能尽快跳过或者免修许多大一的基础课程,在财力和时间安排上都是双赢。

对于研究生项目的申请者,科研项目是越多越好,越深入越好。

因为许多研究生申请会涉及到电话/视频面试,招生官对你的印象就浓缩在那短短的二十分钟,如果你能很有条理地讲出你本科事情的科研历程,那对你的申请过程可是大大加分的。

Future Career

 

有许多生物化学的本科生毕业后选择进入医学院学习,四年打下的扎实生物学基础使其在医学院的学习中也游刃有余;

对研究情有独钟的毕业生会在大四前后申请博士项目,一展宏图。

博士毕业之后在高校任教或者在研究机构就职。

制药企业也需要大量生物化学的研究人员来做药品分析和合成推断。

政府也会聘请生化方面的专家来解决问题,比如近期进入大家视线的垃圾分类,有许多可降解的废料和农业废水都是利用生物过程来去污清洁的。

当然基础学科的弊端就在于有些时候学的技能并不能脱离科研和实验室的范畴,或者说你所看重的成果要在五到十年以后才能被大规模地应用。

同时科研也需要非同寻常的耐心和坚持,你可以休假,但是细胞还在培育。

缺席一个小时都不行。因此我在文中也多次强调了要在本科时期就尽快参与到研究中去,弄明白科研到底是不是适合自己。

Epilogue

 

千禧年以来,“21世纪是生物的世纪”这种说法被广泛传播。到了现在更多是一种被取笑的言论。当然这也与生物和物理等基础学科中人才培养时间长、投入产出不对等、工作面狭窄等现状有关。

任何行业的前5%都活的风生水起,David Walt、Lyle Turner、Donald Comb等生物界大佬皆利用其手中专利开创了新的时代。

只是对于刚刚毕业的生物系学生来说,在工业界待遇普遍比不上金融/计算机系毕业生的情况改善之前,全身心投入到这样的基础学科确实需要一番定力和决心。

Ref:

https://www.britannica.com/science/biochemistry

Research Opportunities

http://news.mit.edu/2018/mit-whitehouse-researchers-uncover-sporopollenin-composition-1217

https://mcb.berkeley.edu/faculty/bbs

https://mcb.berkeley.edu/undergrad/bmb