清華學(xué)者攻克哺乳動(dòng)物呼吸體原子分辨率結(jié)構(gòu)難題

中國(guó)新聞網(wǎng) 2016-12-02 馬海燕

記者2日從清華大學(xué)獲悉，該校生命科學(xué)學(xué)院楊茂君教授研究組1日在《細(xì)胞》雜志發(fā)表題為《哺乳動(dòng)物呼吸鏈超級(jí)復(fù)合物I1III2IV1結(jié)構(gòu)》的研究長(zhǎng)文。該成果為人類(lèi)攻克線(xiàn)粒體呼吸鏈系統(tǒng)異常所導(dǎo)致的疾病提供了一個(gè)良好開(kāi)端。

此前，9月21日，該研究組已在《自然》雜志發(fā)文《哺乳動(dòng)物呼吸體結(jié)構(gòu)》。楊茂君和他的團(tuán)隊(duì)首次使用冷凍電鏡單顆粒三維重構(gòu)的方法，解析了線(xiàn)粒體呼吸鏈超級(jí)復(fù)合物（呼吸體）的原子分辨率三維結(jié)構(gòu)。

解析呼吸體高分辨率結(jié)構(gòu)，為人類(lèi)深刻理解哺乳動(dòng)物線(xiàn)粒體呼吸鏈的組成形式和工作機(jī)理提供了關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)信息，并為設(shè)計(jì)和改造以線(xiàn)粒體呼吸鏈為靶標(biāo)的藥物提供了堅(jiān)實(shí)的研究基礎(chǔ)。

呼吸作用是生物體內(nèi)最基礎(chǔ)的能量代謝活動(dòng)之一。人類(lèi)線(xiàn)粒體呼吸鏈系統(tǒng)異常會(huì)導(dǎo)致如阿茲海默綜合癥、帕金森綜合癥、多發(fā)性硬化、少年脊髓型共濟(jì)失調(diào)以及肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥等多種疾病，該成果為人類(lèi)攻克線(xiàn)粒體呼吸鏈系統(tǒng)異常所導(dǎo)致的疾病提供了一個(gè)良好的開(kāi)端。

一百多年來(lái)，對(duì)線(xiàn)粒體呼吸鏈的研究一直都是生命科學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一，曾有兩位科學(xué)家因相關(guān)研究獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。近期，奧地利、德國(guó)、澳大利亞、西班牙等科學(xué)家均在此領(lǐng)域取得新的研究進(jìn)展。

經(jīng)過(guò)多年努力，楊茂君和他的團(tuán)隊(duì)攻克了解析哺乳動(dòng)物呼吸體原子分辨率結(jié)構(gòu)這一國(guó)際性難題。美國(guó)西南醫(yī)學(xué)中心霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究院研究員于洪濤表示，線(xiàn)粒體是細(xì)胞的能量工廠(chǎng)，呼吸鏈超級(jí)復(fù)合物則是這個(gè)工廠(chǎng)中最關(guān)鍵的機(jī)器，對(duì)呼吸鏈超級(jí)復(fù)合物三維結(jié)構(gòu)的解析是生命科學(xué)領(lǐng)域的重大突破，對(duì)我們理解細(xì)胞的能量代謝乃至凋亡有著深遠(yuǎn)的影響。