据中国海洋大学消息,10月14日,中国科学院院士、深圳医学科学院院长、深圳湾实验室主任、清华大学生命科学学院讲席教授颜宁应邀到访,并做了题为“探索生命暗物质,助力健康新光明”的学术报告。报告会由海洋生物多样性与进化研究所所长宋微波院士主持,400余名师生到场聆听,现场反响热烈。
颜宁院士报告照片
(图源:中国海洋大学)
本次报告从分辨率的发展历程切入,展示了高分辨率仪器的诞生推动了科学研究的发展,使研究者得以更加清晰地解析蛋白质结构,践行“结构决定功能”的理念。报告特别强调了冷冻电子显微镜(Cryo-EM)在推动“分辨率革命”中的核心作用,指出这项技术不仅为蛋白质结构解析提供了重要工具,还拓展了对糖类、脂质等复杂分子结构的研究。颜宁院士首先介绍了团队在国际上首次揭示了人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的结构,填补了教科书的空白。随后分享了在解析静息与动作电位结构及探究疼痛发病机制上的研究进展,尤其是关于SCN9A基因突变与Nav1.7痛觉通道的解析,为特异性阻断相关Na+通道的药物研发奠定了基础。她还提到了团队近期研究范式的转变,并以新发现的莱茵衣藻天然纤绒毛(Mastigoneme)的结构及功能倒推为例,分享了利用冷冻电镜探索生命“暗物质”的有趣过程。
在交流环节,师生们围绕“结构生物学的发展方向”及“AI驱动的科研变革”等话题展开热烈讨论。颜宁院士一一解答提问,鼓励学生们保持探索精神和进取心,不断挑战自我,推动科学创新。报告会最后,颜宁院士表达了未来与海大展开更多学术合作的期待。这种开放而富有活力的交流不仅促进了校内外科研思想的碰撞,也为未来合作与创新奠定了良好基础。
图源:山东大学
另据山东大学官网消息,10月14日,在山东大学123周年校庆即将到来之际,中国科学院院士颜宁应邀做客“观澜大讲堂”,以“探索生命暗物质 助力健康新光明”为主题作学术报告。
颜宁院士以“我们如何认识世界”为切入点,介绍了结构生物学的发展历史。随后,颜宁院士分别从转运蛋白和“暗物质”两个大方向介绍了团队近年来的科研成果。在转运蛋白方向,颜宁院士团队聚焦于葡萄糖转运蛋白以及离子转运蛋白。
葡萄糖作为地球上各种生命体的重要能量来源,其进入细胞内的过程长期未知,颜宁教授团队首次解析了人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的晶体结构,并解析了人源葡萄糖转运蛋白GLUT3处于不同构象的3个高分辨率晶体结构,将其与GLUT1的结构比对,揭示了葡萄糖转运蛋白底物识别与转运的分子机制,为基于结构的小分子设计提供了直接依据。
电压门控钠(NaV)通道和电压门控钾(KV)通道是电信号启动的结构和化学基础。在人体中,一共有九种已知的电压门控钠离子通道亚型,在不同的器官和生理过程中发挥关键作用,其突变与多种疾病密切相关。颜宁院士团队克服层层瓶颈,利用单颗粒冷冻电镜的方法重构出了真核生物钠离子通道的三维结构,为以钠离子通道为靶点的相关药物的开发奠定了重要基础。
近年来,AI的发展助力了蛋白结构预测和药物设计,为生命暗物质的探索提供了更多可能性。现阶段对非编码DNA/RNA、糖、脂、代谢物质等生命暗物质的探究较少。颜宁院士团队提出一种新型探索未知的方法——CryoSeek。相关研究采用冷冻电镜对清华荷塘的过滤水样进行了分析,通过三维重构获得了若干高分辨率电镜密度图,利用基于AI算法的CryoNet软件进行自动模型搭建,成功发现了两种未知的原纤维结构,并推测其可能是未被表征的菌毛。
该研究标志着结构生物学领域首次将冷冻电镜的应用扩展到直接发现未知物体,表明结构生物学是探究完全未知物体的重要工具。讲座最后,颜宁院士强调了深入的基础研究对于推动科学发展和解决现实问题的必要性。
颜宁简历
颜宁,中国科学院院士,美国科学院外籍院士,美国艺术与科学院外籍院士,深圳医学科学院院长,深圳湾实验室主任,清华大学生命科学学院讲席教授。长期致力于跨膜运输蛋白的结构与机理研究,在国际上首次揭示人源葡萄糖转运蛋白、真核生物电压门控钠离子通道和钙离子通道等一系列具有重要生理与病理意义跨膜蛋白的原子分辨率结构,为理解相关疾病的致病机理及药物开发提供了分子基础。目前主要致力于针对疼痛的发病机理研究与药物研发。荣获国际生物物理协会颁发的Anatrace膜蛋白研究奖,女科学家组织颁发的佛罗伦斯•萨宾杰出研究奖,以色列魏斯曼研究所颁发的国际“女科学家奖”等奖项。
来源:中国海洋大学、山东大学。