10月31日下午,深圳医学科学院院长、深圳湾实验室主任颜宁应邀莅临同济大学高等讲堂,为350余名同济师生带来了一场题为“CryoSeek:A structure-first paradigm for biological discovery”的学术讲座。现场座无虚席,气氛热烈,受到广大师生的热烈欢迎。

颜宁主要致力于跨膜运输蛋白的结构与机理研究,在国际上首次揭示人源葡萄糖转运蛋白、真核生物电压门控钠离子通道和钙离子通道等一系列具有重要生理与病理意义跨膜蛋白的原子分辨率结构,为理解相关疾病的致病机理及药物开发提供了分子基础。 
报告中,颜宁分享了近年来在跨膜运输蛋白和“暗物质”两大研究方向上的科研进展。葡萄糖作为生命体的核心能源,其如何进入细胞曾是一个长期未解的“黑箱”。颜宁带领团队首次解析了人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的晶体结构,并进一步解析了人源葡萄糖转运蛋白GLUT3处于不同构象的3个高分辨率晶体结构,系统揭示了葡萄糖转运蛋白底物识别与转运的分子机制,为基于结构的小分子设计提供了直接依据。电压门控钠(Nav)通道是生物体内电信号启动的结构和化学基础,其功能失常与多种心血管和神经疾病密切相关。颜宁团队利用单颗粒冷冻电镜技术,成功重构出真核生物乃至人源的钠离子通道的高分辨率三维结构。

近年来,AI的发展助力了蛋白结构预测和药物设计,为生命暗物质的探索提供了更多可能性。颜宁团队一直致力于获得完整糖链的高分辨率结构,通过建立名为“CryoSeek”(酷寻)的新范式,成功解析了多种具有高阶结构组装特征的糖质分子的高分辨率结构。CryoSeek以结构为先导,在没有先验知识的情况下,将冷冻电镜作为面向未知生物大分子的发现工具。在前期研究中,颜宁团队结合冷冻电镜技术、AI辅助的自动建模以及生物信息学分析,发现自然界中此前完全未知的新型生物实体。该项研究展示了结构生物学的范式转变,在蛋白质序列和来源完全未知的情况下,完全基于高分辨率的结构测定实现了对未知生物实体的物质鉴定和功能预测,使结构生物学成为探索完全未知物质的驱动力。

互动环节里,颜宁与师生就技术细节、科研思维与职业发展进行了深入交流。颜宁强调了技术手段(如虚拟筛选、高通量自动化)在科研中的推动作用,同时鼓励年轻科研人员“该做什么做什么”,不自我设限、不因性别比例而却步,以真实、全力以赴的态度面对科学探索与个人成长。
整场讲座内容翔实,视野宏阔,既有对科学史的回顾,也有对最前沿技术的展示,更有对未来方向的展望,充分展现了一位顶尖科学家的深邃思考与家国情怀,为同济师生带来了一场深刻的思想启迪,也极大激发了同学们投身科学探索的热情。(图/周游)