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生命科学联合中心举办2019年度第一次PI学术交流会议


生命科学联合中心2019年度第一次PI学术交流会议于2019年3月28日在清华大学医学科学楼B416会议室成功举办。本次交流会由生命中心PI王建斌研究员主持,来自生命中心两校的60余位PI们齐聚一堂,就断层扫描和合成探针领域前沿课题进行了深入探讨。

  首先来自北京大学生命中心的新PI Lucas Carey研究员进行了自我介绍,向大家简要说明了自己的学术经历和研究方向。大家对新PI表示了热烈的欢迎。

  第一位带来报告的是来自清华大学生命科学学院、生命联合中心的李赛研究员,他做了题为《Three dimensional bio-imaging at sub-nanometer resolution by Cryo-electron tomography and subtomogram averaging》的报告,详细介绍了目前生物样品三维成像中Cryo-electron tomography方法的应用现状以及未来的发展方向。三维成像的方式多样,从CT到荧光显微镜到超分辨显微镜,其应用尺度和分辨率不同。Cryo-electron tomography技术是将样品急速冷冻形成超薄片状,置于透射电镜样品台上,沿一个固定轴旋转样品,从不同角度连续对样品进行拍照,将收集到的倾转系列投射回去重构为三维图像,并进行结构的解析。此技术由来已久,在近几年实现了分辨率的突破后获得了大量关注。Tomography与microscopy最大的区别在于前者可以直接得到原始三维数据,进行后期对齐处理后获得更多信息。Tomography不仅可以用于细胞层面的结构解析,也完全可以应用于分子层面,对原位生物样品、难以纯化的蛋白或是难以结晶解析的样品进行结构解析。在对tomography技术未来发展的展望中,李赛总结到:使用聚焦离子束切割并解析原位结构;光学-电子显微镜联合使用;相位板在ET的应用以及超快倾转系列数据收集方法等 ,都是tomography日后的发展趋势,也是课题组未来的工作目标。

 

李赛研究员报告中

 

短暂的休息后,北京大学分子医学所、生命联合中心陈知行博士以《前沿生物成像中的化学合成探针》 为题,讲述了其利用合成化学驱动生物成像领域发展和变革的研究经历。报告中,陈知行着重展示了如何巧妙地应用合成化学的工具解决生物成像中遇到的问题。荧光成像常用的荧光探针主要分为基因编码的荧光蛋白和人工合成的荧光染料。与荧光蛋白相比,荧光染料具有不可遗传、特异性低、化学结构多变、亮度更高的特点。为了使荧光染料能够特异性地标记感兴趣的蛋白,科研工作者们开发出多种特异性标记技术,其中就有包括Halo Tag、SNAP Tag和TMP Tag等在内的“蛋白标签技术”。TMP Tag技术利用eDHFR与底物Trimethoprim(TMP)的强非共价相互作用对融合蛋白进行特异性标记。然而,由于是非共价作用,TMP仍然可能会与eDHFR解离而被洗脱,造成标记率的下降和荧光强度的减弱。针对这个问题,在TMP荧光探针上增加了能够与半胱氨酸发生反应共价连接的丙烯酰胺基团,同时对eDHFR点突变,从而将TMP Tag技术改造得更为迅速和稳定。除了新的标记技术,新的探针对于生物成像也至关重要。拉曼成像是一种新兴的成像手段,它的信号主要来自于化学键的振动。与荧光成像相比,拉曼成像具有可标记小分子(如葡萄糖、脂质、核苷酸等)的优点。因为拉曼成像的发色团是炔基,而炔基几乎不天然存在于细胞当中,所以拉曼成像的背景低。此前,由于不同分子中炔基的振动频率几乎一致,拉曼成像的通道数大大受限。针对这个问题,借鉴胡克定律,利用炔基交换反应将炔基中的C-12原子换成C-13原子,改变了炔基的振动频率,使拉曼成像从单色拓展为多色。在此基础上,通过改变与炔基共轭的电子云密度以及将炔基替换成氰基,可以进一步提升拉曼成像的通道数(十色以上)。最后,陈知行还介绍了课题组近期在光稳定超分辨荧光探针方面的一些研究设想。

 

陈知行博士报告中

在本次学术交流会中,PI们热情参与,踊跃提问,会场气氛轻松热烈,本次交流会取得圆满成功,为两校的科研学术交流搭建了良好的平台。

 

 

 

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