近日，南科大冷冻电镜中心接连助力多领域科学研究取得重要进展：清华大学生命科学学院杨茂君教授研究团队和南科大生物系教授、冷冻电镜中心负责人王培毅研究团队通过高性能冷冻电镜技术，在线粒体氧化磷酸化系统研究领域取得重要研究进展，相关研究成果在国际顶级学术期刊《科学》上发表；中国科学院微生物研究所施一研究员、高福院士研究团队与南科大王培毅研究团队在流感病毒聚合酶调控RNA合成机制研究领域取得重要进展，相关研究成果在《自然·微生物学》杂志发表。
在这两项研究中，正式运行仅七个月的南科大冷冻电镜中心项目一期的2台300kV冷冻电子显微镜发挥了重要作用。
高性能冷冻电镜技术助力线粒体氧化磷酸化系统研究
2019年6月14日，清华大学杨茂君研究团队和南科大王培毅研究团队联合，通过高性能冷冻电镜技术，突破性地发现并解析了哺乳动物ATP合酶四聚体的构成形式和高分辨率结构，在国际顶级学术期刊《科学》（《Science》）发表相关研究论文。
哺乳动物ATP合酶四聚体整体结构
文章重点报道了目前发现的最完整的哺乳动物ATP合酶单体结构，以及各个亚基在复合物中的位置和功能。通过使用高性能冷冻电镜技术，团队成功阐释了高等哺乳动物ATP合酶的结构组成样式、发挥功能的分子机理、复合物之间协同关系以及对线粒体嵴的形态的影响，为治疗能量代谢疾病、神经退行疾病等，提供了重要的实验依据及结构基础。
利用冷冻电镜三维重构技术解析流感病毒聚合酶调控RNA合成机制
2019年6月17日，中国科学院微生物研究所施一研究员、高福院士研究团队与南科大王培毅研究团队在《自然·微生物学》（《Nature Microbiology》）杂志上发表论文，首次系统性地研究了流感病毒聚合酶与不同RNA启动子的相互作用机制，阐明了RNA启动子结合构象在合成不同RNA时所发挥的作用。团队还提出了聚合酶合成RNA起始阶段的工作模型，推动了人们对流感病毒聚合酶调控不同RNA合成机制的理解，为抗病毒药物开发提供了新靶点。
为了深入研究流感病毒聚合酶合成RNA的分子机制，研究人员利用冷冻电镜三维重构技术，解析了D型流感病毒聚合酶与不同RNA启动子结合的近原子分辨率三维结构。研究人员首次发现vRNA启动子存在两种不同的结合构象，分别定义为mode A和mode B，但是cRNA启动子只采取mode B方式与聚合酶结合。
D型聚合酶不结合和结合不同RNA启动子的三维结构
冷冻电镜技术成为结构生物学研究利器
冷冻电子显微镜是一种特殊的电子显微镜技术，主要用于生物大分子复合物成像，目前成像的分辨率在0.3纳米左右，能看清蛋白质、病毒组成成分碳氢氧氮等原子在空间中的如何排列。这项获得2017年诺贝尔化学奖的技术克服了生物分子结构解析中的许多难点，被诺贝尔奖官方称为“使得生物化学进入一个新时代”。
如今，冷冻电镜技术已成为结构生物学研究的利器，改变了许多生物领域的研究方式，使得诸多相关学科研究能够快速取得重大突破。
原文链接：https://newshub.sustech.edu.cn/zh/html/201906/16456.html
