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南京中医药大学教授在顶刊发表论文 破解线粒体呼吸链超级复合体结构之谜

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2024-05-31 06:10:53  南京中医药大学

5月29日，《自然》杂志刊发了南京中医药大学与耶鲁大学联合研究团队的最新成果，他们成功解析了哺乳动物呼吸超级复合体的高分辨率原位结构，这是科学界首次实现原位膜蛋白的高分辨结构解析。

《自然》自1869年创刊以来，凭借其科研成果的创新性、跨学科影响力及高引用率，成为全球顶尖的多学科期刊，见证了众多科学里程碑。此次发表的论文，标志着中国中医药高等学府在结构生物学，尤其是线粒体呼吸链研究领域的重大突破，论文的第一作者是来自南京中医药大学的2022届博士郑婉。

线粒体自19世纪被发现以来，其研究经历了飞速发展，尤其在21世纪，研究范畴拓展至基础生物学、疾病机理、替代疗法及抗衰老等多个层面，现正处于一个研究的黄金时代，深刻影响着医学与生命科学的进步。

论文通讯作者朱家鹏教授指出，结构生物学在探索线粒体复杂机制方面虽取得进步，但仍面临挑战。通过冷冻电镜和X射线晶体学等技术，科学家能描绘线粒体内部结构，但获取生理状态下的精确结构依然艰难，传统体外研究方法难以反映真实生理环境下的分子机制。

为克服这一难题，研究团队采取新策略，直接在细胞器水平上对猪线粒体进行了超高分辨率成像，无需依赖“蛋白质纯化”。这一创新方法揭示了呼吸超级复合体在原生状态下的结构排列，甚至观察到了生理条件下底物的具体作用过程，分辨率高达1.8埃，前所未有的清晰度让每个原子的位置几乎一览无余。此外，通过模拟心脏缺血条件，团队进一步探究了病理状态下呼吸链的变化，为疾病治疗开辟了新路径。

这项研究如同在纷繁复杂的自然环境中，精准捕捉并呈现了一个接近原子级细节的生命活动瞬间，其精细程度远超常规想象，为理解生命基本过程提供了极为宝贵的视角。

(责任编辑：张蕾)
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