國家蛋白質科學研究設施清華基地

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國家蛋白質科學研究設施清華基地國家蛋白質科學研究（北京）設施清華基地，歸屬學校實驗室管理處領導、掛靠生命科學與醫學研究院，作為國家級蛋白質科學研究平台和清華大學校級科研與公共服務平台並行及管理，下設11個子平台：冷凍電鏡平台、冷凍電鏡結構解析平台、蛋白質製備與鑑定平台、生物計算平台、X射線晶體學平台、核磁技術平台、代謝與脂質組學平台、蛋白質化學與組學平台、細胞影像平台、功能分析平台、基因測序與分析平台，另有全國用戶服務辦公室和蛋白質設施辦公室。

目錄

研究方向

國家蛋白質科學研究（北京）設施清華基地旨在建立標準化、自動化的工程技術手段，以提升蛋白質結構解析水平，高精度地測定從蛋白質分子到全細胞的三維結構，並在此基礎上揭示蛋白質及其複合體的功能、規模化製備蛋白/抗體，建成具有國際先進水平和綜合示範作用的蛋白質科學研究的核心基地。

發展歷史

國家蛋白質科學研究（北京）設施是由國家發改委批准，國家發改委、總後勤部、教育部和北京市政府共同投資，由軍事醫學科學院、清華大學、北京大學等單位共同建設的一項國家重大科學基礎設施；其中，以電鏡為主的複合結構蛋白質組解析系統及功能蛋白質組研究系統的部分設施由清華大學負責實施，主要由冷凍電子顯微學分系統、X-射線晶體學/核磁分系統、輔助功能及配套支撐分系統三部分構成。

科研條件

國家蛋白質科學研究（北京）設施清華基地專家指導委員會根據學科發展需要負責制定清華基地發展規劃諮詢及論證、編制清華基地實施方案、審定技術服務項目及內容、審議服務項目的收費標準等，專家指導委員會不直接參與管理及對外服務；蛋白質中心主任負責日常工作與全面管理；各平台技術主管負責本平台的設備設施運行、開放服務與技術培訓及研發；專職研究人員、工程師、技術員，在平台主管的指導下負責儀器設備的使用與維護，開展技術科研及對外服務活動。

冷凍電子顯微學系統是蛋白質中心的核心設施，冷凍電鏡平台已經配備了3台世界上最先進的FEI Titan Krios 300KV場發射冷凍透射電子顯微鏡，配置單電子計數探測器（即K2相機）可將蛋白結構解析到近原子分辨率級別。X-射線晶體學系統具有全國最全面的蛋白質結晶所需的設備以及國際上頂尖配置的大分子單晶衍射儀和小角散射，這些設備可以為從事蛋白質結構研究的科研人員提供蛋白晶體篩選製備、衍射數據收集、蛋白質結構解析等方面的強大技術支持。輔助功能及配套支撐分系統擁有世界領先水平的高性能計算機集群、高分辨液質聯用系統、超高分辨光學顯微鏡、流式細胞分選儀、最新版本的高通量測序儀等，為蛋白質的鑑定、結構及相關功能研究提供了尖端的技術支持。

國家蛋白質科學研究（北京）設施清華基地已經建成為世界規模最大的冷凍電子顯微學實驗室及結構生物學研究平台，並於2017年7月通過教育部單項驗收。

科研成就

（一）施一公教授研究組的「酵母剪接體高分辨率三維結構及其工作機理研究」項目被評為2015年度「中國十大科技進展」和2015年度「中國高等學校十大科技進展」項目，該項目於2015年8月在國際頂級期刊《科學》同時在線發表了兩篇背靠背研究長文，《3.6埃的酵母剪接體結構》、《前體信使RNA剪接的結構基礎》。這是科學家首次捕獲到真核細胞剪接體複合物的高分辨率空間三維結構，並闡述相關工作機理。該研究成果將對我們理解剪接體相關疾病的發病機理以及發展針對這些疾病的治療方案具有明顯的長期影響。

施一公教授研究組共報道了剪接反應中5個關鍵狀態剪接體複合物的高分辨率結構，提供了迄今為止最為清晰的剪接體不同工作狀態下的結構信息，大大推動了RNA剪接研究領域的發展。

（二）顏寧教授研究組的「肌肉興奮-收縮偶聯的分子機理探索」項目被評為2016年度「中國高等學校十大科技進展」項目；相關成果在國際頂級期刊《自然》和《科學》上發表5篇高水平論文，包括《兔源RyR1的近原子分辨率結構》、《蘭尼鹼受體1（RyR1）的中央結構域是遠距離變構門控通道開放的傳感器》、《電壓門控鈣離子通道複合物Cav1.1的三維結構》、《電壓門控鈣離子Cav1.1通道3.6埃分辨率結構》、《2型Ryanodine受體RyR2門控機制的結構基礎》。利用前沿的單顆粒冷凍電鏡技術，在世界上首次解析了骨骼肌中RyR1和Cav1.1以及心肌中RyR2的近原子分辨率結構，這一系列突破為理解肌肉興奮收縮偶聯過程提供了關鍵的結構基礎，為理解與多種疾病相關的電壓門控鈣離子通道和鈉離子通道的功能和機理提供了分子基礎，也為基於結構的藥物研發提供了理論指導。

（三）謝道昕教授研究組「植物分枝激素獨腳金內酯的感知機制」項目被評為2016年度「中國高等學校十大科技進展」項目。該研究成果發現了新型的激素活性分子CLIM，並揭示了一種全新的激素識別機制，是生命科學領域激素研究的重大突破，具有重大科學意義。該研究可為作物株型改良和寄生雜草防治提供理論指導，具有潛在應用前景。《自然》同期的News & Views專文評述推薦了該成果。

（四）楊茂君教授研究組的「線粒體呼吸鏈超級複合物的結構與功能」入選由中國科協生命科學學會聯合體組織並被為評為2016年度「中國生命科學領域十大進展」。其研究組在國際頂級期刊《細胞》上發表的文章《哺乳動物呼吸鏈超級複合物I1III2IV1的結構》入選細胞出版社2016中國年度論文。該研究成果在清華大學羅姆樓召開新聞發布會，並被央視新聞聯播進行專題報道，這一研究成果對治療細胞呼吸相關的疾病提供了重要的結構基礎。

（五）高衛平教授研究組通過基因工程技術以及化學生物學等多學科交叉手段設計合成具有腫瘤靶向性和酸敏性的類彈性蛋白多肽-藥物偶聯物LHRH-ELP-DOX納米顆粒，2017年在藥劑學國際頂級期刊《控制釋放雜誌》上在線發表合作論文《腫瘤靶向，pH和超聲響應的多肽-阿黴素納米偶聯物克服腫瘤耐藥性》首次提出通過超聲引發納米顆粒酸敏性腙鍵斷裂以促進藥物釋放，同時提高腫瘤組織通透性，加速藥物入胞並逃逸細胞耐藥機制，有效提高了腫瘤治療效果。

人才培養

國家蛋白質科學研究（北京）設施清華基地做出了諸多具有國際影響力的工作，在世界頂尖學術期刊《自然》《科學》和《細胞》上以通訊作者的身份發表高水平研究論文50餘篇，並為以下世界級的成果提供了核心支撐。