主讲人简介：

Andreas Herrmann教授在德国美因茨大学攻读化学专业。1997‑2000年，于德国美因茨马克斯‑普朗克聚合物研究所，在 Klaus Müllen 教授课题组完成博士阶段研究。2001年，他在慕尼黑罗兰贝格管理咨询公司担任咨询顾问。2002‑2003年重返科研领域，于瑞士苏黎世联邦理工学院 Don Hilvert教授课题组从事蛋白质工程方向博士后研究。2004年，出任马克斯‑普朗克聚合物研究所青年课题组组长。2007‑2017年，任职于荷兰格罗宁根大学泽尼克先进材料研究所，担任高分子化学与生物工程讲席教授。2017年6月起，担任德国亚琛 DWI‑莱布尼茨交互材料研究所学术委员会委员，同时出任亚琛工业大学高分子材料与系统方向全职教授。2018年担任 DWI‑莱布尼茨研究所副所长，2023年起担任该研究所所长。

报告摘要：

光遗传学极大推动了人们对神经环路与神经系统疾病的基础认知。然而，由于光在组织中穿透深度有限，现有光遗传学技术需要通过侵入式外科手术，才能将光递送到达靶细胞。因此，超声成为一种替代的触发手段，超声可以深层穿透组织，同时具备优异的时空可控性。本课题组开发了基于高分子力化学的通用分子技术，借助超声调控药物、蛋白质以及核酸的生物活性。

课题组早期采用 20 kHz 低频超声，但该超声模式会对细胞与组织造成损伤。目前团队重点开发两套技术平台，可利用生物兼容的成像超声以及低强度聚焦超声实现生物活性物质的激活。第一套技术平台依托滚环扩增或者转录得到的高分子量多聚核酸，这类核酸载体上包含大量药物、蛋白、核酸的结合位点。当负载活性物质的核酸载体接受超声处理时，超声诱导产生的空化泡发生溃灭，引发共价键与非共价键断裂，实现所负载功能分子的激活。利用该策略，体外条件下成功实现基因敲低；体内通过激活 CpG 寡核苷酸完成免疫刺激。类似地，也可以通过超声开启蛋白质活性：借助力化学激活蛋白酶，进一步触发分裂内含肽系统，实现对多种不同蛋白质活性的调控。第二套适用于低强度超声激活的技术平台，通过引入力响应基团的微泡体系，同样可以实现生物活性分子的时空可控释放。