在当今生命科学的前沿领域，蛋白质折叠研究正以前所未有的速度推动着生物技术和医学的发展。Matthew D. Shoulders教授，这位杰出的蛋白质折叠生物化学家和新一代蛋白质工程技术专家，即将于2026年1月16日正式担任麻省理工学院(MIT)化学系主任，这一任命标志着化学研究与教育领域将迎来新的创新时代。
开创性研究：从蛋白质折叠到生物医学应用
Shoulders教授的研究聚焦于细胞如何折叠蛋白质，以及如何开发和应用新颖的蛋白质工程技术来解决生物技术和医学领域的挑战。他的工作横跨化学和生物化学的多个领域，包括蛋白质稳态、细胞外基质生物学、病毒学、进化和合成生物学，不仅为理解细胞如何构建健康组织以及蛋白质如何进化提供了重要见解，还影响了疾病治疗和生物技术开发的方法。
"Matt的研究触及了关于细胞机器如何指导蛋白质合成和折叠的基本问题，"即将卸任的化学系主任Troy Van Voorhis评价道，"他关于突变或应激反应下这一机器如何失效的发现，对我们思考和治疗人类疾病有着根本性的影响。"
蛋白质折叠与进化的关系
Shoulders当前研究项目的一个重要部分是研究细胞中的蛋白质折叠系统——被称为伴侣蛋白(chaperones)——如何塑造其客户蛋白的进化。他的实验室已经证明，病毒病原体能够劫持人类伴侣蛋白，以实现其快速进化和逃避宿主免疫。在相关近期工作中，他们发现这些相同的伴侣蛋白可以促进肿瘤中致癌突变的发生。
这些发现不仅对进化生物学有基本的见解，还为靶向癌症和病毒感染的新治疗策略打开了可能性。"Matt能够同时看到细节和全局，使他成为杰出的研究人员和部门的自然领导者，"化学系John D. MacArthur教授Timothy Swager评价道。
食品安全与农业创新：RuBisCO酶的革命性改进
除了在基础研究领域的贡献外，Shoulders还通过Abdul Latif Jameel水和食品系统实验室(J-WAFS)领导着一个食品安全项目。他与MIT研究科学家Robbie Wilson一起组建了一个基于MIT的跨学科团队，旨在通过改进光合作用中最低效的环节——二氧化碳固定植物酶RuBisCO——来增强农业的气候韧性。
J-WAFS在2023年资助了这项高风险、高回报的MIT重大挑战项目，并获得了联邦研究机构和环境保护Grantham基金会的进一步支持。"我们的生物化学家、合成生物学家、计算生物学家和化学家团队与植物生物学家深度整合，形成了酶工程的强大反馈循环，"Shoulders解释道，"这个团队正使用最先进的技术共同努力，以工程化改造作物RuBisCO，旨在为稳定作物供应取得有意义的进展， hopefully同时改善食品和水资源安全。"
卓越教育：创新教学方法与学生支持
Shoulders不仅在研究领域取得了卓越成就，在化学教育方面也做出了重要贡献。他为MIT化学系(V系)教授多门课程，包括5.54(化学生物学进展)和5.111(化学科学原理)等关键化学课程。他通过MITx平台为5.111课程开发的"训练营"项目，通过在线工具帮助本科生更好地理解化学通用学院要求(GIR)课程内容，填补了课堂课程的空白。
他开发的指导性学习演示(Guided Learning Demonstrations)支持MIT一年级化学课程，有助于将实验室带入GIR，并提高了通过MITx定期提供的5.111课程的受欢迎程度。"我有几次有幸与Matt一起教学，他是一位出色的教育家，"Van Voorhis评价道，"他在课堂内外都是创新者，对学生成功有着坚定不移的承诺。"
学生支持与多元化发展
Shoulders还创立了MIT科学与技术家庭学校实习计划，该项目将高中生带到校园，在学院各实验室获得带薪暑期研究经验。他是化学系生活质量委员会的创始成员，并担任主席六年，帮助改进部门在机会、专业发展和体验各方面的内容："无数的改变使MIT对所有人都成为更好的地方，"正如Van Voorhis所指出的，包括为研究生建立同伴指导计划，并建立普遍的研究生退出访谈，以收集部门评估和改进的数据。
在学院层面，Shoulders曾担任研究生项目委员会、性骚扰预防和反应委员会(他共同主持了关于教职员工性骚扰调查的校长工作组)以及生物危害评估和胚胎干细胞研究审查委员会等多个角色。
学术背景与荣誉成就
Shoulders于2004年以最优等成绩毕业于弗吉尼亚理工大学，获得化学学士学位和生物化学辅修。他在威斯康星大学麦迪逊分校获得化学博士学位，师从Ronald Raines教授。在Scripps研究所完成美国癌症学会博士后奖学金后，与Jeffery Kelly和Luke Wiseman教授合作，Shoulders于2012年加入MIT化学系担任助理教授。他同时也是Broad研究所的成员和马萨诸塞州总医院肌肉骨骼研究中心的研究员。
在他的众多奖项中，Shoulders获得了NIH高风险、高回报研究计划下的NIH主任新创新者奖、NSF职业奖、美国癌症学会研究学者奖、Camille Dreyfus教师学者奖，以及最近的Ono Pharma基金会突破科学奖。
未来展望：化学创新应对全球挑战
作为即将上任的化学系主任，Shoulders对化学在解决全球挑战中的关键作用有着清晰的认识。"我们面临挑战，但未来几年也面临着许多令人兴奋的机会，"Shoulders表示，"有一件事是确定的：化学创新对于解决紧迫的全球挑战至关重要。通过我们进行的研究和我们培养的科学家，我们的部门在塑造未来方面扮演着重要角色。"
在财务压力下，MIT化学系将继续致力于世界领先的研究和教育，而Shoulders的领导将为这一使命注入新的活力和方向。他的研究将继续探索蛋白质折叠的基本机制，同时将这些发现转化为实际应用，从疾病治疗到粮食安全，为人类面临的重大挑战提供解决方案。
结语：跨学科研究的典范
Matthew D. Shoulders教授的工作完美体现了现代科学研究的跨学科性质，他将基础科学发现与实际应用紧密结合，不仅在学术领域取得了突破性进展，还通过创新教育方法培养下一代科学家。作为MIT化学系的新任主任，他将继续推动这一传统，确保化学系在应对全球挑战的同时，保持其在科学研究和教育领域的领先地位。
Shoulders的研究提醒我们，理解生命最基本的分子机制——如蛋白质折叠——不仅能够揭示生命的奥秘，还能为解决人类面临的最紧迫问题提供关键工具。从改进作物产量到开发新型治疗方法，他的工作展示了基础科学研究的深远影响和变革潜力。
