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生物大分子看得一清二楚!AI让分子生物学研究的“利器”如虎添翼

 科技果园

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2017年,三位科学家Jacques Dubochet、Joachim Frank、Richard Henderson因发明、应用、推广了冷冻电镜技术摘得诺贝尔化学奖,被媒体有趣地称为“一个发给了物理学家的诺贝尔化学奖,奖励他们帮助了生物学家”。

冷冻电镜的厉害之处在哪呢?正所谓“工欲善其事,必先利其器”。此前,电子显微镜只能用于观察死去的生物,因为电子显微镜的电子束会杀死活体,真空管也会令活体脱水而死、令生物大分子瓦解。而冷冻电镜的快速冷却技术可以让生物大分子在真空管中保持其自然形态,并且生成清晰的3D图像。这项技术已成为分子生物科学家的研究“利器”。

近日,中国科学院生物物理研究所孙飞研究组发表综述文章,全面介绍了对核孔复合体(Nuclear Pore Complex,简称NPC)结构组装的最新认识。要知道,在现代生物学中,核孔(Nuclear pore)是一个著名的亚细胞结构,负责细胞核内外的物质运输。而NPC是目前已知细胞中最大、最复杂的蛋白质复合体。

该综述文章回顾了人们利用冷冻电镜技术逐步提高NPC结构解析分辨率并从体外研究发展到体内研究的历史过程,并展望了NPC结构生物学的未来方向。研究组认为,随着冷冻电镜和AI等相关技术的快速发展,对NPC的研究也将会让我们对生命本质有更深刻的理解。

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