分辨率革命——冷冻电子显微学在结构生物学研究中的进展

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1、分辨率革命一一冷冻电子显微学在结构生物学研宄中的进展振国徐彦辉复旦大学生物医学研宄院复旦大学附属上海市第五人民医院复旦大学附属肿瘤医院摘要：冷冻电子显微学具有悠久的历史，近年来随着硬件设备的革命性技术突破和软件算法方面技术发展，己经成为结构牛.物学领域最为重要的研究方法，也代表了未来的发展方向。苏中，单颗粒三维结构重构法在最近的几年发展迅速，极大地拓展丫研究方法的适用范围，并不断刷新所解析结构的高分辨率记录，成为结构生物学及相关学科最为激动人心的研宂领域。本文将针对冷冻电子显微学发展的历史，近期革命性技术突破，以及复旦大学在该领域的布局和进展做简耍介绍。

2、关键词：冷冻电子显微学;结构生物学;单颗粒重构;作者简介：徐彦辉，复旦大学附属肿瘤医院研宂员，复旦大学生物医学研宂院兼职教授、博士生导师，国家杰出青年基金获得者，教育部长江学者特聘教授。中国牛.物物理学会理事，科技部“重点研发计划”项目负责人。长期从事表观遗传调控的结构与功能研宄，系统地阐明了DNA甲基化和组蛋白甲基化修饰关键酶的催化、底物识别和酶活性调节的分子机制。在DNA甲基化和去甲基化调控的分子机制及结构研宂方而取得了一系列国际前沿的成果，不仅对表观遗传调控机制的深入理解有重耍贡献，也为靶向表观遗传调控蛋白的药物设计提供了重耍的结构基础。发表通讯作

3、者论文20余篇。其中括Nature（2篇）、Cell（1篇）、MolecularCell（2篇）、NatureCommunications（2篇）、Genes&Development（2篇）、CellResearch（7篇）等。研究成果得到国内外同行的髙度评价（在Faculty1000、Cell、NatureChina、ScienceSignaling等专门评述），曾多次受邀在重耍国际会议上作大会报告。曾荣获2016年教育部自然科学一等奖（第一完成人）、首届中国优秀青年科技奖、谈家桢生命科学奖、树兰医学青年奖、中源协和生命医学奖、药明康德生命化学奖、W吋

4、璋青年生物物理学家奖、明治生命科学奖（杰出奖）、第7届上海青年科技英才等多个奖项。作者简介：陈振国，博士毕业于荷兰格罗宁根大学应用物理系，后师从著名结构生物学教授MichaelRossmann,从事冷冻电子显微镜在结构生物学研宄中的应用。现为复旦大学附属上海市第五人民医院青年研究员，复旦大学生物医学研究院兼职青年研究员，从事结构生物学的冷冻电镜方向研究，解析与疾病相关生物大分子的原子结构，揭示相应大分子的致病机制，为疫苗研发、小分子抑制剂设计、以及治疗性药物开发提供理论基础。收稿日期:2017-10-08基金：国家重点研发计划(2016YFA050070

5、0)Resolutionrevolution:advancesandprospectsofcryo-EMinstructuralbiologyCHENZhen-guoXUYan-huiInstitutesofBiomedicalSciences，FudanUniversity;Abstract：Cryoelectronmicroscopy(cryo-EM)isoneofthemostimportantmethodsinstructuralbiology.Inthepastfiveyears,cryo-EMhasmilestonebreakthroughd

6、uetorevolutionaryadvancesinhardwareandmethodology.Theresolutionhasbeenpushedtoashighas1.8,whichsignificantlyextendedtheresearchscopeofthismethod.Singleparticlereconstructionmethodhasbecomeoneofthemostexcitingfieldsofstructuralbiologyandrelatedsubjects.Herewewillbrieflyintroduceth

7、ehistoryofcryo-EM，recentrevolutionarybreakthrough,andthefacilityatFudanUniversity.Keyword：cryoelectronmicroscopy;structuralbiology;singleparticlereconstruction;Received：2017-10-08上海眹学院创建90周年寄语值此上医90年庆之际，衷心祝愿上医更上一层楼，我们年轻人要向前辈学习，为生命医学的发展贡献微薄之力。结构生物学是分子生物学、生物化学和生物物理学的分支，研究生物人分子尤其是核酸

8、，蛋Q质及其复合物的分子结构，通过解析生物大分子的原子分辨率或近原子分辨率三维结