南京中醫(yī)藥大學(xué)教授在頂刊發(fā)表論文破解線粒體呼吸鏈超級復(fù)合體結(jié)構(gòu)之謎

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2024-05-31 06:10:53 南京中醫(yī)藥大學(xué)

5月29日，《自然》雜志刊發(fā)了南京中醫(yī)藥大學(xué)與耶魯大學(xué)聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)的最新成果，他們成功解析了哺乳動(dòng)物呼吸超級復(fù)合體的高分辨率原位結(jié)構(gòu)，這是科學(xué)界首次實(shí)現(xiàn)原位膜蛋白的高分辨結(jié)構(gòu)解析。

《自然》自1869年創(chuàng)刊以來，憑借其科研成果的創(chuàng)新性、跨學(xué)科影響力及高引用率，成為全球頂尖的多學(xué)科期刊，見證了眾多科學(xué)里程碑。此次發(fā)表的論文，標(biāo)志著中國中醫(yī)藥高等學(xué)府在結(jié)構(gòu)生物學(xué)，尤其是線粒體呼吸鏈研究領(lǐng)域的重大突破，論文的第一作者是來自南京中醫(yī)藥大學(xué)的2022屆博士鄭婉。

線粒體自19世紀(jì)被發(fā)現(xiàn)以來，其研究經(jīng)歷了飛速發(fā)展，尤其在21世紀(jì)，研究范疇拓展至基礎(chǔ)生物學(xué)、疾病機(jī)理、替代療法及抗衰老等多個(gè)層面，現(xiàn)正處于一個(gè)研究的黃金時(shí)代，深刻影響著醫(yī)學(xué)與生命科學(xué)的進(jìn)步。

論文通訊作者朱家鵬教授指出，結(jié)構(gòu)生物學(xué)在探索線粒體復(fù)雜機(jī)制方面雖取得進(jìn)步，但仍面臨挑戰(zhàn)。通過冷凍電鏡和X射線晶體學(xué)等技術(shù)，科學(xué)家能描繪線粒體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，但獲取生理狀態(tài)下的精確結(jié)構(gòu)依然艱難，傳統(tǒng)體外研究方法難以反映真實(shí)生理環(huán)境下的分子機(jī)制。

為克服這一難題，研究團(tuán)隊(duì)采取新策略，直接在細(xì)胞器水平上對豬線粒體進(jìn)行了超高分辨率成像，無需依賴“蛋白質(zhì)純化”。這一創(chuàng)新方法揭示了呼吸超級復(fù)合體在原生狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)排列，甚至觀察到了生理?xiàng)l件下底物的具體作用過程，分辨率高達(dá)1.8埃，前所未有的清晰度讓每個(gè)原子的位置幾乎一覽無余。此外，通過模擬心臟缺血條件，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步探究了病理狀態(tài)下呼吸鏈的變化，為疾病治療開辟了新路徑。

這項(xiàng)研究如同在紛繁復(fù)雜的自然環(huán)境中，精準(zhǔn)捕捉并呈現(xiàn)了一個(gè)接近原子級細(xì)節(jié)的生命活動(dòng)瞬間，其精細(xì)程度遠(yuǎn)超常規(guī)想象，為理解生命基本過程提供了極為寶貴的視角。

(責(zé)任編輯：張蕾)

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