10月14日，在山東大學(xué)123周年校慶即將到來之際，中國科學(xué)院院士顏寧應(yīng)邀來到山東大學(xué)青島校區(qū)，做客“觀瀾大講堂”，以“探索生命暗物質(zhì) 助力健康新光明”為主題作學(xué)術(shù)報告。

顏寧院士以“我們?nèi)绾握J識世界”為切入點，介紹了結(jié)構(gòu)生物學(xué)的發(fā)展歷史。隨后，顏寧院士分別從轉(zhuǎn)運蛋白和“暗物質(zhì)”兩個大方向介紹了團隊近年來的科研成果。在轉(zhuǎn)運蛋白方向，顏寧院士團隊聚焦于葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白以及離子轉(zhuǎn)運蛋白。葡萄糖作為地球上各種生命體的重要能量來源，其進入細胞內(nèi)的過程長期未知，顏寧教授團隊首次解析了人源葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白GLUT1的晶體結(jié)構(gòu)，并解析了人源葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白GLUT3處于不同構(gòu)象的3個高分辨率晶體結(jié)構(gòu)，將其與GLUT1的結(jié)構(gòu)比對，揭示了葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白底物識別與轉(zhuǎn)運的分子機制，為基于結(jié)構(gòu)的小分子設(shè)計提供了直接依據(jù)。電壓門控鈉（NaV）通道和電壓門控鉀（KV）通道是電信號啟動的結(jié)構(gòu)和化學(xué)基礎(chǔ)。在人體中，一共有九種已知的電壓門控鈉離子通道亞型，在不同的器官和生理過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，其突變與多種疾病密切相關(guān)。顏寧院士團隊克服層層瓶頸，利用單顆粒冷凍電鏡的方法重構(gòu)出了真核生物鈉離子通道的三維結(jié)構(gòu)，為以鈉離子通道為靶點的相關(guān)藥物的開發(fā)奠定了重要基礎(chǔ)。

近年來，AI的發(fā)展助力了蛋白結(jié)構(gòu)預(yù)測和藥物設(shè)計，為生命暗物質(zhì)的探索提供了更多可能性。現(xiàn)階段對非編碼DNA/RNA、糖、脂、代謝物質(zhì)等生命暗物質(zhì)的探究較少。顏寧院士團隊提出一種新型探索未知的方法——CryoSeek。相關(guān)研究采用冷凍電鏡對清華荷塘的過濾水樣進行了分析，通過三維重構(gòu)獲得了若干高分辨率電鏡密度圖，利用基于AI算法的CryoNet軟件進行自動模型搭建，成功發(fā)現(xiàn)了兩種未知的原纖維結(jié)構(gòu)，并推測其可能是未被表征的菌毛。該研究標志著結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域首次將冷凍電鏡的應(yīng)用擴展到直接發(fā)現(xiàn)未知物體，表明結(jié)構(gòu)生物學(xué)是探究完全未知物體的重要工具。講座最后，顏寧院士強調(diào)了深入的基礎(chǔ)研究對于推動科學(xué)發(fā)展和解決現(xiàn)實問題的必要性。

在提問環(huán)節(jié)，顏寧院士分享了自己多年來從事科學(xué)研究積累的經(jīng)驗，鼓勵同學(xué)們保持好奇心，勇于面對挫折，主動溝通合作，不斷探索未知領(lǐng)域。

顏寧，中國科學(xué)院院士，深圳醫(yī)學(xué)科學(xué)院院長，深圳灣實驗室主任，清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院講席教授。2007年受聘清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院，擔(dān)任教授和博士生導(dǎo)師，2012年成為終身教授，2013年成為拜耳講席教授。2017年受聘普林斯頓大學(xué)，成為首位雪莉·蒂爾曼終身講席教授。2022年12月受聘成為深圳醫(yī)學(xué)科學(xué)院（籌）創(chuàng)始院長。2023年3月受聘兼任深圳灣實驗室主任。主要致力于跨膜運輸?shù)鞍椎慕Y(jié)構(gòu)與機理研究，在國際上首次揭示人源葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白、真核生物電壓門控鈉離子通道和鈣離子通道等一系列具有重要生理與病理意義跨膜蛋白的原子分辨率結(jié)構(gòu)，為理解相關(guān)疾病的致病機理及藥物開發(fā)提供了分子基礎(chǔ)。目前主要致力于針對疼痛的發(fā)病機理研究與藥物研發(fā)。2019年當選美國科學(xué)院外籍院士；2021年當選美國藝術(shù)與科學(xué)院外籍院士。2023年當選中國科學(xué)院院士。2024年獲得歐萊雅-聯(lián)合國教科文組織“世界杰出女科學(xué)家成就獎”。

（來源：山東大學(xué)微生物研究院    文/徐曉寧  圖/侯煜 劉璇）