凱蒂·斯皮瓦科夫斯基 (Katie Spivakovsky) 的故事
凱蒂·斯皮瓦科夫斯基在小時候就學會了從不同的角度來看世界。在她位於加州門洛帕克 (Menlo Park) 的家裡,餐桌上的對話經常圍繞著瑪雅反應(Maillard reaction)——食物變褐色的化學反應——或是有趣的質數之謎。她的父母,一位學習物理化學,另一位則是統計學,培養了她對知識的熱愛,這種熱愛跨越了不同的學科。
在高中時,凱蒂探索了各種領域,從古典文學到計算機科學。她知道自己想要一個能夠鼓勵她廣泛興趣的本科經歷,讓每個領域都能夠觸及。
凱蒂說:“麻省理工學院 (MIT) 立刻吸引了我。但特別是新工程教育轉型計畫 (New Engineering Education Transformation, NEET) 的存在,這是一個讓本科生沉浸在跨學科機會中的獨特計畫,讓我更加堅信麻省理工學院是我完美的選擇。”
NEET 是一個跨系教育計畫,讓本科生能夠通過跨學科學習來應對21世紀的緊迫挑戰。從大二開始,NEET 學者可以選擇四個學習領域中的一個,或稱為“線索”:自主機器、氣候與可持續系統、數位城市或生命機器。經過四年的學習,NEET 學者將獲得主修學位和 NEET 證書,這讓他們在所選領域有深度的同時,也能在多個領域中發揮影響力。
凱蒂現在是大三學生,雙主修生物工程和人工智慧與決策,並輔修數學。在生物學和計算機科學前所未有地融合的時代,她形容自己為“有興趣利用工程和計算工具來發現新的生物醫學見解”——這正是 NEET 的生命機器線索的核心主題,她目前正在參加這個課程。
NEET 的創始執行主任阿米塔瓦·米特拉 (Amitava “Babi” Mitra) 說:“NEET 不僅僅是關於工程。它是關於培養那些夢想遠大的年輕工程師,他們重視合作,並準備以熱情和好奇心來應對世界上最艱難的挑戰。看到像凱蒂這樣的學生茁壯成長,正是這個計畫如此重要的原因。”
凱蒂在麻省理工學院的成就已經具有全球影響力。在2023年,她在法國巴黎的國際基因工程機器 (iGEM) 比賽中領導了一個本科生團隊,展示了一種治療癌症惡病質的概念驗證。惡病質是一種導致脂肪和肌肉流失的疾病,目前沒有美國食品藥品監督管理局 (FDA) 批准的治療方法。這種情況影響了80%的晚期癌症患者,並導致30%的癌症死亡。凱蒂的團隊因提出利用巨噬細胞去除過量的白介素-6(在惡病質患者中過度產生的促炎蛋白)而獲得銀獎,他們的研究後來發表在麻省理工學院的本科研究期刊上,這是她所說的“不可思議且令人謙卑”的榮譽。
凱蒂在生物工程教授馬克·巴特 (Mark Bathe) 的 BioNanoLab 擔任學生研究員。該實驗室利用 DNA 和 RNA 來設計納米級材料,用於治療和計算等用途。她的重點是驗證用於治療的核酸納米顆粒。
巴特教授表示:“凱蒂展現出作為科學領導者的巨大潛力——她在製作新型疫苗的項目中帶來了無與倫比的熱情和創造力,並在生物學和計算方面擁有真正無可比擬的深厚知識。”
凱蒂表示,她在 NEET 計畫中修讀的 20.054 課程(生命機器研究沉浸)與她在巴特教授實驗室的工作相輔相成,並通過強調科學交流、跟進科學文獻和研究進展更新的工作坊提供了全面的經驗。她說:“我對多個主題感興趣,發現之間的切換有助於保持新鮮感。”
她的跨學科驅動力讓她在夏天前往默克 (Merck) 實習,參與建模和資訊團隊。在為開發一種能使癌症致病蛋白失活的藥物時,她學會了使用計算化學工具,並開發幾何分析技術,以識別藥物分子可能結合的蛋白質位置。
凱蒂說:“我的團隊仍在積極使用我開發的軟體和我在工作中獲得的見解。這種目標蛋白擁有龐大的患者群體,所以我希望在未來十年內,藥物能夠上市,而我的小貢獻可能會改變許多人的生活。”
展望未來,凱蒂想像自己站在人工智慧和生物學的交匯點上,理想的角色是結合濕實驗室和計算研究。“我無法想像自己在一個完全缺乏其中一個的職業中,”她說。“這種驚人的協同效應是我感到最有啟發的地方。”
無論凱蒂的好奇心將她引向何方,她說有一件事是肯定的:“NEET 確實幫助了我作為科學家的成長。”
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