冷冻电镜豪华阵容：电镜技术在生命科学领域应用专场明日直播！

仪器信息网讯 由仪器信息网(www.instrument.com.cn)与中国电子显微镜学会(www.china-em.cn)联合主办的“第六届电子显微学网络会议(iCEM 2020)”于6月16日盛大开幕，会议为期4天。6月18日，会议召开第3日，大会进行分会场“电子显微学技术在材料领域的应用”，分别由河北工业大学教授郑士建和华东师范大学研究员黄荣担任上午及下午场主持，并有8位业界知名电子显微学专家和5位电子显微学仪器厂商代表带来的精彩报告。

6月19日，大会将进行分会场“电子显微学技术在生命科学领域的应用”，由清华大学生命科学学院教授王宏伟和北京大学生命科学学院教授高宁担任上午及下午场主持，中国科学院生物物理研究所研究员孙飞、中国科学技术大学生命科学学院教授毕国强、中国科学院生物物理研究所研究员朱平、北京大学第一医院教授王素霞、美国哈弗医学院副教授廖茂富、西湖大学生命科学学院研究员周强、北京大学生命科学学院研究员肖俊宇、清华大学生命科学学院助理研究员王家、中国科学院植物研究所高级工程师徐秀苹等将出席报告。

6月19日会议日程预告：

6月19日出席嘉宾简介及报告摘要：

【报告摘要】冷冻电镜单颗粒技术已经成为研究生物大分子复合体三维精细结构的重要手段，其在冷冻样品制备环节依然存在瓶颈，通过改进和优化冷冻电镜样品支持膜是解决该瓶颈问题的一种途径。本报告将介绍我们最近开发的新型基于镍钛合金材料的冷冻电镜样品支持膜ANTA，介绍该支持膜在冷冻样品制备方面相对于传统碳支持膜的优点。

【报告摘要】Information processing in the brain depends on synaptic transmission and plasticity, which in turn require specialized organization of neurotransmitter receptors and scaffolding proteins within the postsynaptic density (PSD). However, how these molecules are organized in situ remains largely elusive, limiting our mechanistic understanding of synaptic formation and functions. Here, we have developed template-free classification of over-sampled sub-tomograms to analyze cryo-electron tomograms of hippocampal synapses, enabling us to identify type-A γ-aminobutyric acid receptor (GABAAR) in inhibitory synapses and determine its in situ structure at 19 Å resolution. We found that these receptors are organized hierarchically: from GABAAR super-complexes with a fixed 11-nm inter-receptor distance but variable relative angles, through semi-ordered two-dimensional receptor networks with reduced Voronoi entropy, to mesophasic assembly with a sharp phase boundary. This assembly aligns with condensates of postsynaptic scaffolding proteins and putative presynaptic vesicle release sites. Such mesophasic self-organization may allow synapses to achieve a “Goldilocks” state with a delicate balance between stability and flexibility, enabling both reliability and plasticity in information processing.

【报告摘要】近年来，冷冻电镜（Cryo-EM）三维重构技术已经成为生物大分子结构生物学研究的主要手段之一，引起了研究者的极大关注。染色质的高级结构及其动态变化在基因转录调控过程中起重要作用。本报告将介绍我们利用冷冻电镜单颗粒分析和电子断层成像等三维重构技术在染色质高级结构研究上的一些研究结果。

【报告摘要】病理诊断是临床疾病诊断的金标准，其中电子显微镜以其具有高分辨的特点，弥补了光学显微镜分辨率的不足，在临床疾病的病理诊断中具有不可替代的重要作用。本讲座以电镜检查具有重要应用价值的疾病包括肾脏病、肿瘤等的电镜诊断应用为例，旨在阐述电镜在临床医学实践中的应用前景。

【报告摘要】Present in all kingdoms of life, ABC (ATP-binding cassette) transporters form a large superfamily of integral membrane proteins. These proteins harness the energy of ATP binding and hydrolysis to translocate a multitude of chemically diverse substrates across cellular membranes. ABC transporters carry out their functions by undergoing cycles of large-scale conformational transition. Despite decades of studies and many available structures, the molecular mechanisms of most ABC transporters are still poorly defined. The ongoing revolution of cryo-EM has provided a unique opportunity for obtaining deep insights into these highly dynamic and versatile membrane protein machines. Through our cryo-EM studies of several ABC transporters that perform distinct functions, we have uncovered how distinct tasks of substrate translocation are accomplished by the unique actions of these transporters. Collectively, our findings demonstrate that ABC transporters have evolved to be highly efficient in ATP usage and work seamlessly with their designated substrates.

【报告摘要】新冠病毒在全球造成了疫情大流行。我们成功解析了新冠病毒受体 ACE2的全长三维结构，以及其与新冠病毒S蛋白受体结合结构域复合物的三维结构。ACE2以二聚体形式存在，并且存在开发和关闭的两种状态。结构分析表明ACE2二聚体分子中的每个单体都可以结合一个新冠病毒S蛋白。之后我们又与合作团队合作解析了新冠病毒S蛋白与高效中和抗体4A8的复合物的三维结构。此次解析结构的4A8抗体作用于S蛋白的氮端结构域，该抗体可以和作用于其他区域的抗体联合作用，从而提高抑制病毒侵染的效率。

【报告摘要】IgM和IgA在人体免疫系统中发挥关键功能。IgM和IgA的组装过程依赖于J蛋白，而其分泌过程受pIgR受体调控。我实验室通过单颗粒冷冻电镜技术，阐明了J蛋白调节IgM和IgA多聚化的分子机制，并揭示了pIgR特异性识别并转运IgM和IgA的基础。

【报告摘要】A commencing and critical step in miRNA biogenesis involves processing of pri-miRNAs in the nucleus by Microprocessor. An important, but not completely understood, question is how Drosha, the catalytic subunit of Microprocessor, binds pri-miRNAs and correctly specifies cleavage sites. Here we report the cryoelectron microscopy structures of the Drosha-DGCR8 complex with and without a primiRNA. The RNA-bound structure provides direct visualization of the tertiary structure of pri-miRNA and shows that a helix hairpin in the extended PAZ domain and the mobile basic (MB) helix in the RNase IIIa domain of Drosha coordinate to recognize the single-stranded to double-stranded junction of RNA, whereas the dsRNA binding domain makes extensive contacts with the RNA stem. Furthermore, the RNA-free structure reveals an autoinhibitory conformation of the PAZ helix hairpin. These findings provide mechanistic insights into pri-miRNA cleavage site selection and conformational dynamics governing pri-miRNA recognition by the catalytic component of Microprocessor.

【报告摘要】显微 CT 技术是一种非破坏性的三维成像技术，自诞生以来，在医学、地质学、材料学、考古学等方面发挥了很大作用。本讲主要介绍显微CT在植物中的应用及限制因素，综合前人的研究及本人近几年的研究成果，探索出增强植物材料显微CT对比度的新方法。

【报告摘要】传统电子显微镜技术获得的二维图像已经普遍化，但并不能完全满足科研需要。如何获得生物样品原位的高分辨三维结构信息是生物成像技术的发展方向。近年来，电子显微镜三维重构技术（主要是单颗粒重构和断层成像技术）逐渐成为一种实用的三维成像手段,其中前者可以测定近原子分辨率的蛋白和蛋白复合物三维结构，后者可以对非均质的蛋白复合物、细胞器、细胞以及组织进行三维结构解析，在细胞生物学、神经生物学、微生物学和病毒学方面有着独特的优势，甚至有了一些改写教科书的新发现。

6月18日在线报告掠影回顾：

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