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颜宁院士:探索更多生命“暗物质”

2024-11-03   科技日报   阅读量:57

    科技日报记者 张盖伦

    11月1日,北京论坛在钓鱼台国宾馆开幕。中国科学院院士、深圳医学科学院创始院长、深圳湾实验室主任颜宁在主旨报告环节用英文发言。这位备受关注的科学家的发言主题是“探索生命暗物质助力健康新光明”,它也是近段时间颜宁在公开讲座中最常谈到的话题。

    颜宁是结构生物学家,多年来,她致力于跨膜运输蛋白的结构与机理研究。在国际上,颜宁团队首次揭示了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。

    颜宁在报告中娓娓道来。人的双眼是有局限的,为了感知世界,探索宇宙,必须借助更复杂的工具。当年,望远镜的发明,就大为扩展了人类的宇宙视野。

    颜宁强调,结构决定功能。钻石和石墨的构成元素都是碳,但由于原子排列结构不同,钻石和石墨呈现出完全不同的形态和物理特性。要了解生物大分子的工作机理,就需要解析高分辨率结构。

    曾经,X射线晶体衍射是结构生物学的主力方法,后来,冷冻电子显微镜(Cryo-EM)的出现,推动了分辨率革命。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。

    如今,即便AI可以预测蛋白质结构,但还有太多问题无法回答。颜宁借用了物理学上的一个词——“暗物质”。这些“暗物质”的结构细节还不为人所知,比如为数众多的糖类和酯类、代谢产物,非编码的DNA/RNA……

    颜宁还介绍了近期团队刊发的一项研究。他们从清华大学的荷塘采集了水样,进行过滤后,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算法的软件进行自动模型搭建后,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。

    用冷冻电镜来发现未知的生物体,这种策略被颜宁称为“CryoSeek”。它让我们能够“睁眼看世界”。“在离我们这么近的清华大学荷塘中,就有很多我们还不知道的东西。”颜宁计划,团队将这一方法用到更多领域。

    颜宁表示,其创立的深圳医学科学院,其使命就是要探索生命“暗物质”,结合生命“暗物质”深入基础研究,聚焦健康研究,推动转化医疗;同时,打造以人为本,科研无忧的环境。

    北京论坛(2024)由北京大学、北京市教育委员会和韩国崔钟贤学术院联合主办。北京论坛创办于2004年,已有来自世界80多个国家和地区的7000多位国家政要和知名学者参与。今年北京论坛的主题是“文明的和谐与共同繁荣——创新时代与人类发展”。

    责任编辑:陈可轩

颜宁
中国科学院院士
美国国家科学院外籍院士
膜蛋白结构生物学专家