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蓄力创新 | 深圳医学科学院科研成果回顾
2025-01-25 -
时光荏苒,春节将至,在这洋溢着喜庆祥和的氛围里,深圳医学科学院为大家带来了一份特别的“科研年货”!


回首2024年,深圳医学科学院持以“敢为天下先”的勇气,破除壁垒,激发创新活力,科研团队深耕细作,科研实力稳步提升,科研创新捷报频传我们精选了以下代表性科研成果,带领大家一同回顾深圳医学科学院的创新与突破。




新方法
突破技术瓶颈,开启新视角

胡名旭团队及其合作者提出两种用于冷冻电镜图像处理的创新算法,为冷冻电镜图像处理领域注入了新的活力,推动了相关技术的发展与应用。


胡名旭团队及其合作者开发CryoSieve,助力攻克振幅优化关键难题

2023年12月10日,胡名旭团队及其合作者于‍N‍ature Communications杂志在线发表了题为A minority of final stacks yields superior amplitude in single-particle cryo-EM的研究论文。该研究为解决冷冻电镜结构重构所需颗粒数量远超理论极限的问题,开发了一种新型迭代单颗粒筛选方法CryoSieve,揭示在cryo-EM的最终颗粒集中,少量颗粒便能产生更优的振幅。该研究成果曾入选Nature Communications杂志当年年度最受欢迎物理学论文Top25榜单,并受到国际冷冻电镜研究领域的高度关注。

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胡名旭团队及其合作者提出创新算法,实现分子对称群意义下的空间取向计算


2024年11月5日,胡名旭团队及其合作者在国际著名应用数学期刊Society for Industrial and Applied Mathematical Journal on Imaging Sciences上在线发表了题为Averaging Orientations with Molecular Symmetry in Cryo-EM的研究论文。该研究提出了一种创新算法,使人们有可能在分子对称意义下计算空间旋转与投影方向的均值和方差,并展示了该算法在可视化二维非对称特征中的应用。


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新发现


深入探索生命奥秘,为疾病治疗提供新思路



潘孝敬团队通过结构生物学的方法揭示,痛风相关转运蛋白GLUT9的结构及功能研究


2024年6月12日,潘孝敬团队于‍N‍ature Communications杂志在线发表了题为Structural basis for urate recognition and apigenin inhibition of human GLUT9的研究论文。GLUT9蛋白是高尿酸血症和痛风等疾病相关药物研发的重要靶点之一,团队通过结构生物学的方法揭示了GLUT9蛋白与其底物尿酸和天然小分子抑制剂芹菜素结合的分子机制,为其底物选择性的研究以及相关小分子抑制剂的研发奠定了分子基础。


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宿强团队及其合作者首次揭示,过敏反应中关键受体分子的活化机

2024年10月23日,宿强团队及其合作者于Nature杂志在线发表了题为Molecular mechanism of IgE-mediated FcεRI activation的研究论文。免疫球蛋白E(IgE)在常见过敏反应中起着关键作用,该研究首次揭示了IgE介导的免疫反应的分子机制,填补了过敏反应中IgE受体分子(FcεRI受体)活化机制的知识空白,并为开发治疗过敏性疾病的新策略提供了重要线索。

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新范式


冷冻电镜技术引领结构生物学研究新潮流



颜宁团队正式开启“酷寻”(CryoSeek)计划,借助冷冻电镜技术探寻未知生物大分子的奥秘

2024年10月9日,颜宁团队于PNAS杂志发表题为CryoSeek:A strategy for bio-entity discovery using cryo-electron microscopy的研究论文,提出CryoSeek研究策略,将冷冻电镜作为一种“发现”工具,拓展人类视觉极限。团队从清华荷塘取水制样后,通过冷冻电镜观察、数据收集和处理以及采用张峰强团队开发的基于AI算法的CryoNet软件辅助,获得了两种来自未知物种的纤维状蛋白的高分辨率三维结构,实现了完全基于结构的生物实体的物质鉴定和功能预测。

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团队继续发力,于2025年1月1日在同杂志在线发表研究论文CryoSeek II: Cryo-EM analysis of glycofibrils from freshwater reveals well-structured glycans coating linear tetrapeptide repeats”,团队通过冷冻电镜分析自然水体,发现了包裹重复四肽线性蛋白丝的规则糖质结构,在AI助力的若干软件无法自动搭建原子结构时,凭借经验和细致分析,通过3,4-二羟脯氨酸是唯一可以同时被双糖基修饰这一线索,成功手动搭建TLP-4a原子模型,类似结构的发现将为开发新的糖质结构预测方法奠定基础。


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以上研究均证明了通过CryoSeek这一研究策略,借助冷冻电镜技术,可成功发现完全未知的生物大分子,探索结构生物学研究新范式,从而助力多学科发展。






新回顾


电压门控离子通道研究的双重进展


深圳医学科学院科研团队从多维度深入探讨了电压门控离子通道(VGICs)的结构和功能,为相关疾病的治疗和药物研发提供了新的理论基础和方法。



颜宁、潘孝敬和黄健阐述,VGICs的结构与药物调节机制

2024年8月5日,颜宁、潘孝敬和黄健在Nature Reviews Molecular Cell Biology杂志上在线发表了题为“Structural Biology and molecular pharmacology of voltage-gated ion channels”的综述文章,回顾了电压门控离子通道结构的最新研究进展,详细阐述了离子通道的工作机制,重点介绍了药物分子与毒素如何调节VGICs的活性,为基于结构的药物理性设计和开发奠定了基础。该综述还讨论了结构生物学的新进展,特别是人工智能辅助的蛋白质结构预测。

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颜宁团队提出基于结构的,VGICs残基编号方案及其药物发现应用


2024年8月15日,颜宁团队于Cell Chemical Biology杂志上在线发表了题为A versatile residue numbering scheme for Naand Cachannels的综述文章,全面回顾电压门控离子通道结构的最新研究进展并阐述离子通道的工作机制,重点介绍了真核Nav和Cav通道的代表性药物结合位点,并以每个功能片段上最保守的残基为中心,提出了一个基于结构的残基编号方案,用以比较不同Nav亚型之间的常见疾病突变及描述药物分子的通用结合位点。通用残基编号方案可直接用于了解致病的关键突变和药物结合的关键位点,并将促进针对Nav和Cav通道的药物发现。


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信时间之力  唯步履不息
2025年
深圳医学科学院将蓄力创新、锐意进取
为深圳打造生物医药的东方大湾区
为深圳建设健康中国贡献力量