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清华大学颜宁教授科研论文连发Nature、Science [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 0楼 发表于: 2016-09-29
— 本帖被 颜学联 从 颜氏新闻 移动到本区(2017-06-05) —
          9月22日,国际著名期刊《Science》在线刊登了清华大学和加拿大卡尔加里大学的一项重要成果,题为“Structural basis for the gating mechanism of the type 2 ryanodine receptor RyR2”。这项研究采用单颗粒低温电子显微术,解析了2型兰尼碱受体(RyR2)门控机制的结构基础。[color=rgba(0, 0, 0, 0.898438)]
[color=rgba(0, 0, 0, 0.898438)]       清华大学的颜宁(Nieng Yan)教授和是卡尔加里大学的S. R. Wayne Chen教授,是这篇论文的共同通讯作者。2007年作为普林斯顿大学博士的颜宁受聘于清华大学医学院,成为清华最年轻的教授、博士生导师。在回国的几年间,颜宁教授研究组主要聚焦于膜蛋白、胆固醇代谢调控通路相关因子的结构生物学研究,在Science、Nature、Cell等杂志上发表多篇重要的论文,并荣获了中国青年女科学家奖、HHMI国际青年科学家奖等奖励。
       RyRs是目前已知最大的离子通道蛋白,是肌肉细胞内的钙释放通道,因它和一种植物碱:兰尼碱具有很高的亲和力与特异性,故而得名。在哺乳动物中有三种RyR蛋白,其中RyR1主要分布在骨骼肌细胞中,RyR2主要分布在心肌细胞中,RyR3则最早在脑细胞中发现。大量文献报道统计表明,目前已有超过500种RyR突变体与疾病有关。这类受体不仅与骨骼肌疾病,心肌疾病有关,而且与哮喘等多种疾病存在关联,因此备受科学家们的关注。
       2014年12月,颜宁研究组与清华大学生命学院施一公研究组、以及英国MRC分子生物学实验室Sjors Scheres研究组合作在Nature杂志发表重要研究成果,揭示出了兔源RyR1的近原子分辨率结构,为理解其功能提供了重要线索。该研究对于肌肉-收缩偶联以及与之相关的疾病的认识也具有重要的意义,为治疗相关疾病提供了重要的结构线索。


       人们普遍认为,RyR通道的激活和调控借助了某种未知的长程变构机制。北京大学基础医学院和中科院生物物理研究所的科学家们最近通过冷冻电镜揭示了RyR1的长程变构门控机制。这项研究作为封面论文发表于2016年9月的Cell Research杂志上。在这项新研究中,尹教授及其同事用冷冻电镜获得了钙离子激活的RyR1开放态结构,总体分辨率达到4.9 Å,核心区域分辨率达到4.2 Å。他们将RyR1开放态结构与之前获得的关闭态结构进行比较,观察到了钙离子激活的RyR1长程变构门控机制。
       RyR2是高电导的细胞内Ca2+通道,控制着Ca2 +从各种细胞内质网的释放。在《Science》新发表的这项研究中,研究人员采用单颗粒低温电子显微术,在近乎原子级分辨率上确定了处于打开和关闭状态的猪心脏的RyR2结构。结构比较揭示了由氨基末端结构域(NTDs)、螺旋结构域和Handle结构域的域间移动所引起的整个细胞质区域的呼吸运动,而小的域内转变存在于这些含有armadillo重复序列的结构域中。中央结构域的向外旋转,整合细胞质区域的构象变化,通过耦合运动导致了胞质门控的扩张。这些结构和突变特征,对于RyRs的门控和发病机制,提供了重要见解。


       另外,在上个月底,颜宁教授带领的课题组,与北京生命科学研究所的研究人员合作,在国际著名期刊《Nature》在线发表一项重要成果,题为“Structure of the voltage-gated calcium channel Cav1.1 at 3.6 Å resolution”。 在这项研究中,研究人员在3.6 Å的标称分辨率上,解析了兔Cav1.1复合物的冷冻电子显微镜结构。离子导电α1亚基的内闸门是关闭的,所有四个电压传感结构域都采用一个“向上”的构造,这意味着一个潜在失活的状态。孔结构域延长的胞外环,是由多个二硫键稳定的,在选择性过滤器上面形成一个窗口化的圆顶。圆顶的一面为α2δ-1-亚基提供停靠的站点,而另一面则可能通过其表面负电位吸引阳离子。

         推荐原文:Structural basis for the gating mechanism of the type 2 ryanodine receptor RyR2. Science 22 Sep 2016: DOI: 10.1126/science.aah5324
Structure of the voltage-gated calcium channel Cav1.1 at 3.6 Å resolution. Nature. 2016 Aug 31;537(7619):191-196. doi: 10.1038/nature19321.



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蒲门——散人
离线颜学明

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只看该作者 1楼 发表于: 2016-09-29
颜宁教授,颜氏家族的荣耀!
继承和发扬先辈的优良传统,团结一致,为中华民族的复兴,为传承颜子美德,弘扬颜氏文化,为人类的文明和发展做出更大贡献!

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只看该作者 2楼 发表于: 2016-10-07
     我觉得一个人不论是谁,有一件事情是非常公平的。就是你来到这个世界上最公平的事情就是向死而生。对不对?我们每个人最后归宿是一样的,所以每个人你在这个世界上都是几十年到百多年的尺度,那么你在这个世界上,你有没有想过你想要什么样的生活?对我而言,只是觉得我很简单地去喜欢这么一个世界(指科学的世界)——颜宁
蒲门——散人

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只看该作者 3楼 发表于: 2016-10-07

                                         颜宁是谁?

家有小女初长成

1977年,在山东莱芜,有个小女婴呱呱坠地,她就是颜宁。6岁前她一直在莱芜度过,后来随父母搬到了北京,成了半个北京人。颜宁从小有着良好的学习习惯,成绩优异,十分自律。就这样,一路到了清华。

其实颜宁的父母本来希望她学医。但是颜宁毕竟是女孩子,心软,害怕解剖小动物,于是她选择了生物科学与技术专业,多少接近。她的理由是:“21 世纪是生命科学时代,而且生物学跟医学也很相近,以后我的 研究成果没准能为医学界提供帮助呢。”

刚进清华的第一个学期,她压力很大。经常晚上做噩梦。梦到自己挂科被劝退。后来,虽然并没有挂科,但期末考高数的时候,颜宁脑袋一片空白,才考了67……不过从此,颜宁不再感到压力了。

大二那年,颜宁当上了学生会主席。国标舞、乒乓球、摄影、游泳,各种活动颜宁玩的不亦乐乎。

实验室中小丫头

大三那年,颜宁被饶子和选入自己的实验室,那是一个分子生物物理与结构生物学实验室,从此爱上实验室。大四的时候,颜宁放弃了去诺和诺德上班的机会。她说: “我了解自己,我喜欢做实验时的专注,但肯定受不了公司里朝九晚五的生活。因为我喜欢自由的人生。”

她的同学都以为她不去留学了。要知道清华北大的半数学生最后都是会留学的。有一天,施一公来学校做讲座,那时的他还是普林斯顿大学的教授。颜宁生病了没去成,但是回头同学就告诉她,普林斯顿和施一公都很厉害,你为啥不试试啊?

颜宁立马给施一公写了一封水平很高的英文信。在信里她说: “我觉得自己各方面的能力已达到贵校的要求,我希望把时间花在更有价值的地方。但申请出国太浪费时间和金钱了,如果普林斯顿大学录取我,我就不用再花精力申请别的学校了……”充满好奇心的施老师亲自面试了颜宁,于是收下了她。

普林斯顿当然是个好学校,而且颜宁还是学校的首批中国学生。她打起精神,每天只睡6小时,生怕落后于人。施一公引领她进入了肿瘤发生和细胞凋亡的分子调控机制领域,她在这里面乐此不疲。

2004年,短短四五年,颜宁博士毕业了。当然她不会放弃继续深造的机会,准备攻读博士后,不过此时发生了一件事。

施一公的实验室准备研究膜蛋白。这是一个特别的领域。说它特别是因为,这个领域非常难做。膜蛋白很容易变化,又亲水又亲油,一旦离开磷脂双分子层就很容易变性,很难得到高质量的晶体,获知准确的信息。但是膜蛋白又非常重要,大分子甚至某些小分子进出细胞膜,必须要经过膜蛋白,这就是细胞上的一扇门。搞清楚了门的结构,我们才能进门。

临危受命的颜宁不辱使命,放弃了博士后,但是仅仅一年后,她就带领团队做出了第一个膜蛋白结构。

有了科研成果,这也就是有了在美利坚安身立命的法宝。但是颜宁却在此时选择了回国。这又是为什么?

因为她偶然回国碰到了母校的系主任。主任的一番话让她突然觉得,自己应该做点什么,为母校做点什么,为国家做点什么。“要是你能回来任教就好了,现在咱们国家急需你这样有想法有创建的年轻人。”

巾帼也当科学家

于是,颜宁回国了,成为了清华的一名副教授。其实本来说是教授的,可是在重重波折下,又变成了副的。虽然如此,颜宁也并没有觉得委屈。她说: “我回国是为了做研究的,又不是争职位的,我只想用自己的研究成果说话。”这一年,是2007年。颜宁还不满30岁。不久,她就成为了清华最年轻的教授和博导。

颜宁带团队与其他人不同,要求不是一般的严格。据说,在颜宁的实验室里,不能玩手机,不能玩电脑,不能吃东西,只能也必须专注于实验。

  • 2009年,颜宁团队的成果被美国《科学》杂志评选的年度十大科学进展重点引用。
  • 2010 年,颜宁团队解析了大肠杆菌中岩藻糖转运蛋白 FucP 的晶体结构,发表于nature上。
  • 2011 年,颜宁获得国家自然科学基金委杰出青年科学基金
  • 2012 年,颜宁入选《细胞》子刊编委、入选首届国际“科学家早期生涯项目”、获得中国青年女科学家奖、获得霍华德?休斯首届国际青年科学家奖。获得HHMI 国际青年科学家项目资助。再次被美国《科学》杂志评选的年度十大科学进展重点引用。
  • 2013 年,颜宁获得青年拔尖人才计划资助。
  • 2014年,颜宁团队世界首次获得了人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的晶体结构,发表于science。
  • 2015年,颜宁国际蛋白质学会青年科学家奖。

从2009年到如今,颜宁团队已经在science,nature,cell上发表了十多篇论文。为了做实验,颜宁每天要花14小时以上甚至熬夜几天泡在实验室里。

她说:这就是科学研究的魅力: 不向前走,你根本不能轻易定义成功与失败。总 有那么多的不确定、那么多的意外惊喜在等着你。

蒲门——散人
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