全國電子顯微學學術年會聚焦生命科學領域

中國電子顯微鏡學會、儀器信息網聯合報導：2020年11月22日，「2020年全國電子顯微學學術年會」在成都市新希望皇冠假日酒店盛大開幕。為期三天的大會吸引了來自大專院校、科研院所、企事業單位等電子顯微學領域的專家學者千餘人參會。

繼大會報告後，十個分會場同時上演。2020年突如其來的疫情令電子顯微學的生命科學領域相關研究備受矚目。其中，第八分會場「低溫電子顯微鏡表徵分會場」和第九分會場「生命科學顯微成像技術研究分會場」吸引了生命科學領域與會者的熱烈關注。以下為部分精彩報告摘要。

 

報告人：向燁 教授（清華大學）

報告題目：《Entry of the SARS coronavirus and structure based vaccine development for SARS-CoV2》

人類進化史是一部與病毒的抗爭史。歷史上致死傳染病爆發曾導致了人類的大量死亡，直至疫苗的出現，全球大規模免疫消除天花。然而，SARS、MERS、新冠病毒、貓傳腹病毒、豬流行性腹瀉病毒等病毒卻沒有有效疫苗或治療藥物！目前，病毒組裝的分子機制、病毒入侵的分子機制和宿主免疫系統對病毒感染的相互作用等病毒感染與致病的多個重要的科學問題亟待解決。深入研究病毒感染與致病的關鍵機制，尋找藥物及疫苗幹預靶點，將極大促進病毒傳染病的預防和治療！針對於此，向燁團隊做了基於結構的新冠病毒疫苗研究。據介紹，這是具有潛力的一種新型新冠病毒候選疫苗，目前與公司合作進行臨床前研究。

 

報告人：申懷宗 研究員（西湖大學）

報告題目：《Structural Basis for the Modulation of Human KCNQ4 by Small-Molecule Drugs》

KCNQ1，也稱為Kv7.1，是電壓依賴的K+通道，可調節胃酸分泌、鹽和葡萄糖的體內穩態以及心律。它的功能特性是通過與β亞基KCNE1-5的共同裝配以組織特異性的方式調節的。在不可興奮的細胞中，KCNQ1與KCNE3形成複合物，從而抑制了在負膜電壓下的通道關閉，否則該通道將被關閉。針對於此，申懷宗團隊解析了人類KCNQ1等結構，研究了利諾匹定的阻斷機制，並利用小分子藥物調節KCNQ4的結構基礎。這一系列的高解析度冷凍電鏡結構的解析將極大地促進相關工作機理和相關突變致病機理的理解，並加速以其為靶點進行的藥物研發。

 

報告人：李龍 研究員（北京大學）

報告題目：《Structure of TIM22 for membrane protein import in mitochondria》

線粒體是能量產生的動力工廠，是許多細胞過程必不可少的，如脂類和胺基酸代謝、細胞信號傳導和細胞凋亡等。線粒體功能障礙與帕金森綜合症、癌症和心血管疾病等多種人類疾病息息相關。目前已知，線粒體有1000多種蛋白質，其中大部分由細胞核DNA編碼，並從細胞質中導入線粒體的雙層膜結構中，而這些蛋白的導入機制非常不清楚。針對於此，李龍團隊通過冷凍電鏡技術首次獲得了該複合物的結構。這為今後線粒體內膜蛋白轉運機理的研究提供了堅實的基礎。 

 

報告人：王雷 研究員（中國科學院植物研究所）

報告題目：《生物鐘基因OsPRR73調控水稻耐鹽性的分子機制》

生物鐘不僅存在於動物之中，植物也有生物鐘來調控生長晝夜節律性等，其機制甚至更加複雜。生物鐘調控植物發育過程的子網絡、生物鐘周期的翻譯後和表現水平精細調控機制和水稻生物鐘核心組分的功能解析成為了這一領域的研究方向。基於計算生物學的植物生物鐘分子系統模型包括了早反饋環、晚反饋環和中心反饋環三部分。與此同時，我國累計約有15億畝鹽鹼地，植物鹽脅迫研究也顯得尤為重要。王雷團隊通過調控OsPRR73生物鐘基因，研究了水稻生物鐘基因調控耐鹽性的分子機制。

 

報告人：萬迎朗 教授（海南大學）

報告題目：《在海南的新發現—光合軟體動物Elysia leucolegnote》

依賴光合作用的海洋動物包括枝裝海綿、菲律賓海鞘、無腸目渦蟲、朝天水母和綠色水螅，都依賴與藻類的共生。5月6日，在海南省海監局王裕旭的帶領下，萬迎朗團隊在東寨港紅樹林保護區發現了海南新記錄種：白邊側足海天牛（Elysia leucolegnote），長度6-8 mm，黃綠色到黃色，聚集在紅樹林泥沼退潮後的水窪中。據調查，在海南、廣東、廣西和香港的紅樹林中，有人記錄了相同的照片。萬迎朗團隊通過分子鑑定確定了海天牛的共生藻為溢絲藻，使用全基因組測序的方法組裝出2×14染色體；675.85Mb全長基因組。為研究海天牛體內的葉綠素，團隊進行了光片顯微鏡的嘗試，利用葉綠素自發螢光進行光片顯微成像，試圖獲得葉綠體在海天牛中的空間分布，但透明化尚未成功。電子及光片顯微鏡是未來突破葉綠體的內化機制，及細胞器的功能；光合天線蛋白以及光合複合體的結構與功能；維持葉綠體或降解葉綠體的信號網絡與功能這些研究的關鍵。

 

報告人：高婧 副研究員（中國科學院長春應用化學研究所）

報告題目：《超分辨顯微鏡研究信號蛋白的分布與調控》

細胞信號轉導決定細胞生長、發育、分化等，與疾病的發生發展密切相關，同時具有多通路、多環節、高度負責等特點，因此細胞信號轉導的細微結構，相互作用關係，受外界刺激後形態特徵變化和結構與功能的聯繫等備受科研人員關注。根據瑞利判據，兩個點光源能被區分的最小距離：d=0.61λ/NA，因此光學顯微鏡無法觀察到病毒、蛋白等結構，而超分辨顯微鏡則突破了光學顯微鏡的分辨極限。高婧團隊利用超分辨定位顯微鏡中的隨機光學重構顯微鏡研究了葡萄糖轉運體在膜上分布的調控機制、壓力對YAP定位和成簇的調控作用和小分子肽標記研究EpCAM的組裝。

報告人：王素霞 主任醫師（北京大學第一醫院）

報告題目：《澱粉樣變形病的病理診斷》

澱粉樣變物質的名稱最早於1854年由Virchow提出，因其具有類似澱粉的化學反應特性-遇碘變藍色而得名，主要成分為蛋白質多肽-前體蛋白，輔助成分為葡胺聚糖。澱粉樣變形病屬於蛋白質構象病，病因為穩定的蛋白質結構發生改變，轉變為不穩定的蛋白質，多肽鏈異常摺疊，形成β摺疊的片層結構，聚集形成原絲及纖維。報告中，王素霞醫師介紹了澱粉樣變纖維形成的機制、澱粉樣變的分型、臨床表現與預後、澱粉樣變性病的診斷等。

 

報告人：官陽 教授（武漢大學人民醫院）

報告題目：《COVID-19患者部分器官超微結構觀察》

新型冠狀病毒肺炎（新冠肺炎，COVID-19）為新發急性呼吸道傳染病，現成為全球性重大公共衛生事件。通過積極防控和救治，我國境內疫情已得到良好控制，僅在少數地區局部散發和有少數境外輸入病例。由於全球疫情仍在蔓延，且有可能較長時期存在，新冠肺炎在我國傳播和擴散的風險也將持續存在。深入了解其發病機制、病理變化，對進一步加強對該病的防控及治療均有幫助。基於此，作為曾奮戰在抗擊疫情一線的科研人員，官陽教授詳細介紹了COVID-19患者部分器官超微結構觀察結果。結果表明，在COVID-19防控工作中應重視消化系統症狀。若能早期重視消化道症狀，可能有利於患者的早期發現和治療。

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