保罗·R·塞尔文（Paul R Selvin）

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• 加利福尼亚大学 - 伯克利分校物理学博士，1990年

传

保罗·塞尔文（Paul Selvin）获得了博士学位。1990年从加利福尼亚大学伯克利分校出发。正式从事物理学，但实际上是在生物物理学中。例如，他的论文的最后一个实验是通过查看在DNA中插入的荧光团来测量DNA的扭转刚度。基于该实验的论文发表在科学（Selvin，1992，Science）中，后来在单个分子实验中得到证实（Bryant，Nature，2003）。

塞尔文教授在博士后培训中进行了两套实验。一个人正在开发一种基于灯笼的新型荧光共振能量转移（FRET），称为发光共振能传递（LRET）。后来，他利用这项技术来发现钾离子通道如何部分负责神经传导，对电压做出反应（Cha，1999，Nature; Posson； Posson，2005年，自然）。第二个涉及单个分子荧光 - 单个供体和单个受体之间的第一个测量（HA，1996，PNA）。

在1997年加入伊利诺伊大学物理系后，他的兴趣转向了分子电机 - 蛋白质的工作正在围绕牢房移动。例如，染色体与分子电动机（动力蛋白和动力蛋白）结合，并在其功率下被移入细胞分裂期间细胞的两半。塞尔文的任务是确定电动机的移动方式。众所周知，它们是二聚体，有两个“脚”，由一个消耗ATP的头部（细胞的通用食物）和与货物绑定在一起的茎一起固定在一起。还知道，对于每个ATP燃烧，这些蛋白质在8至37 nm之间移动，具体取决于单个电动机。

但是，他们是在步行式运动中移动（也称为“手动”），还是像英寸虫一样移动？步行类型的运动将使后脚移动两倍的质量距离，而前脚根本没有翻译。英寸虫类型的运动将同等地移动所有零件，等于质量中心。问题在于，步行运动的这一距离对于最大电动机的距离仅为74 nm，最小电动机（或37 nm和8 nm）的16 nm的距离为16 nm，而对于英寸虫运动，则比光的衍射极限小30倍，可以说是可以用可见光解决的最小距离。

解决这个问题的诀窍是意识到一个分子的位置可以任意地位于任意位置。这很像山峰，即使山本身可能是一英里宽的山峰，也可以位于几码之内。同样，可以确定单个分子的中心为其宽度（〜250 nm），除以收集的光子数量的平方根（请参见左图）。塞尔文（Selvin）和他的小组设法以0.5 s收集10,000个光子，这意味着荧光团中心可以确定为±1.25 nm（250/√104）。有了一些巧妙的化学反应，单个荧光团可以持续几分钟，这意味着塞尔文可以观察荧光标记的分子马达采取多个步骤（Yildiz，2003，Science）。他称其为fiona技术 - 具有一纳米精度的荧光成像。

在体外进行了第一个测量，以控制电动机“ ATE”的ATP量，从而减慢了它的速度，因此可以看到每个单独的步骤。塞尔文（SelvinJ.Biol.Chem。），电动机全部移动或步行时尚。根据《科学杂志》的评判，这一发现是2003年科学上十大科学进步之一。它还为塞尔文的学生艾哈迈德·耶尔迪兹（Ahmet Yildiz）赢得了科学大奖（全球范围内的比赛），获得了最值得注意的博士学位论文。

塞尔文然后看了看体内，即在一个细胞内（Kural，2005年，科学）。在这里，时间分辨率必须提高到1毫秒（增加500倍），因为ATP现在不受他的控制，并且浓度相当高。可以测量单个驱动蛋白和单个动力蛋白的运动，令人惊讶的是，它们可以将货物移动的速度比在体外测量的速度快10倍以上！

塞尔文现在正在用光学陷阱（带有光固定颗粒）在体内梳理Fiona，以查看有多少电动机引起了如此大的速度。塞尔文的未来计划要求现场测量，例如在平面和秀丽隐杆线虫中，以测试这些电动机在“现实生活中”的作用。

期刊选定的文章

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• 张，鲁宾；吉尔伯特（Fruhwirth），吉尔伯特（Gilbert）；OANA COBAN；巴雷特，詹姆斯；Burgoyne，托马斯；Lee，Sang Hak；西蒙森，保罗；巴达，穆拉特；Kholodenko，鲍里斯；Futter，克莱尔； Ng, Tony; Selvin, Paul R. Probing the Heterogeneity of Protein Kinase Activation in Cells by Super-Resolution Microscopy. ACS Nano 11:1, 249–257 (Oct 21, 2016).
• Kai Wen Teng，Yuji Ishitsuka，Pin Ren，Yeoan Youn，Xiang Deng，Pinghua GE，Sang Hak Lee，Andrew S. Belmont和Paul Selvin。使用外部荧光团进行显微镜检查活细胞内的蛋白质。Elife 5：E20378（2016）。
• Mikhail Eugene Kandel，Kai Wen Teng，Paul R. Selvin和Gabriel Popescu。使用空间光干扰显微镜对单个微管动力学的无标签成像，ACS Nano 11：1 647-655（2016）
• Liang MA，Chunlai Tu，Phuong LE，Shweta Chitoor，Sung Jun Lim，Mohammad U. Zahid，Kai Wen Teng，Pinghua GE，Paul R. Selvin和Andrew M. Smith。多齿聚合物涂层，用于紧凑和均匀的量子点，具有有效的生物缀合。J. Amer。化学Soc。138，3382-3394（2016）。
• Sang Hak Lee，Murat Baday，Marco Tjioe，Paul D. Simonson，Ruobing Zhang，En Cai，Paul R. Selvin。“使用固定的信托标记进行舞台漂移校正。”Optics Express 20（11），12177-12183（2012）。在生物医学光学的虚拟杂志中转载（请参阅http://vjbo.osa.org/virtual_issue.cfm）。
• Yanxin Liu，Jen Hsin，Hyeongjun Kim，Paul R. Selvin，Klaus Schulten。“肌球蛋白VI的三螺旋束域和钙调蛋白的关键作用的扩展。”生物物理杂志100（12），2964-2973（2011年6月22日）。
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