在很小的时候,凯蒂·斯皮瓦科夫斯基就学会了从不同的角度研究世界。她在加利福尼亚州门洛帕克的家中,餐桌上的谈话常常涉及像美拉德反应——食物变褐色的化学原理——或质数的迷人奥秘等话题。斯皮瓦科夫斯基的父母中,一位研究物理化学,另一位研究统计学,培养了她跨学科的知识热爱。
在高中时,斯皮瓦科夫斯基探索了从古典文学到计算机科学的所有领域。她知道自己想要一个鼓励广泛兴趣的本科学习经历,一个每个领域都触手可及的地方。
“麻省理工学院立刻引起了我的注意,”斯皮瓦科夫斯基说。“但特别是< a href="https://neet.mit.edu/" target="_blank">新工程教育转型(NEET)的存在——一个真正独特的倡议,让本科生沉浸在校园内外的跨学科机会中——坚定了我相信麻省理工学院是我完美选择的信念。”
NEET是一个跨部门的教育项目,赋予本科生通过跨学科学习来应对21世纪紧迫挑战的能力。从大二开始,NEET学者可以选择四个学习领域或“线程”之一:自主机器、气候与可持续系统、数字城市或生命机器。在典型的四年学习后,NEET学者将获得其专业的学位和NEET证书,使他们在所选领域具备深度,同时能够在多个领域内工作并产生影响。
斯皮瓦科夫斯基现在是生物工程和人工智能与决策双专业的大三学生,辅修数学。在生物学和计算机科学等领域前所未有地融合的时代,她将自己描述为“有兴趣利用工程和计算工具发现新的生物医学见解”——这是她现在所注册的< a href="https://neet.mit.edu/threads/lm">NEET生命机器线程的核心主题。
“NEET不仅仅是关于工程,”NEET创始执行董事阿米塔瓦·“巴比”·米特拉说。“它是关于培养那些梦想远大、重视合作、并准备以热情和好奇心应对世界最艰难挑战的年轻工程师。看到像凯蒂这样的学生蓬勃发展,正是这个项目如此重要的原因。”
斯皮瓦科夫斯基在麻省理工学院的成就已经具有全球影响力。在2023年,她在法国巴黎的国际基因工程机器(iGEM)比赛中领导了一支本科生团队,展示了一种治疗癌症恶病质的疗法概念验证。恶病质是一种没有FDA批准治疗的脂肪和肌肉消耗症状。该病影响80%的晚期癌症患者,并导致30%的癌症死亡。斯皮瓦科夫斯基的团队因提出工程化巨噬细胞以去除过量的白介素-6(一种在恶病质患者中过度产生的促炎蛋白)而获得银奖,他们的研究后来发表在麻省理工学院的本科研究期刊上,她表示这是“不可思议且令人谦卑的荣誉”。
斯皮瓦科夫斯基在生物工程教授马克·巴特的BioNanoLab担任学生研究员。该实验室利用DNA和RNA工程纳米级材料,用于治疗和计算等用途。她的重点是验证用于治疗的核酸纳米颗粒。
根据巴特的说法,“凯蒂作为科学领导者展现出巨大的潜力——她为制作新型疫苗的项目带来了无与伦比的热情和创造力,并在生物学和计算方面的知识深度上是无与伦比的。”
斯皮瓦科夫斯基表示,她在NEET项目中修读的20.054课程(生命机器研究沉浸)与她在巴特实验室的工作相辅相成,通过强调科学交流、跟进科学文献和研究进展更新的研讨会提供全面的经验。“我对一系列主题感兴趣,发现切换它们有助于保持新鲜感,”她说。
她的跨学科驱动力使她在夏季前往默克公司实习,斯皮瓦科夫斯基在建模和信息学团队工作。在为开发一种使癌症致病蛋白失活的药物做贡献时,她表示自己学会了使用计算化学工具,并开发几何分析技术以识别药物分子可能结合的蛋白质位置。
“我的团队继续积极使用我开发的软件和我通过工作获得的见解,”斯皮瓦科夫斯基说。“目标蛋白有着庞大的患者群体,所以我希望在未来十年内,药物能够上市,而我的小贡献可能会改变许多人的生活。”
展望未来,斯皮瓦科夫斯基设想自己处于人工智能与生物学的交汇点,理想的角色是结合湿实验室与计算研究。“我无法想象自己在一个完全没有这两者的职业中,”她说。“这种令人难以置信的协同作用是我感到最受启发的地方。”
无论斯皮瓦科夫斯基的好奇心将她引向何方,她说有一件事是确定的:“NEET确实帮助了我作为科学家的发展。”