问题|专访新科诺奖“黄金搭档”程亦凡:我们总在追问更多问题( 四 )


实际上 , 在二人合作之前 , 相关实验室已经在尝试解析TRP通道结构 , 而朱利叶斯也尤其注重 。 “他们在那段时间试图用结晶的办法做结构 , 但是结晶办法实际上是比较困难的 。 我们实验室也是做结构生物学 , 但是我们是用冷冻电镜的办法 。 ”程亦凡提到 , “我是在跟戴维合作之前 , 说实话我对TRP通道完全不了解 。 ”
2009年 , 在系里组织召开的一次会议上 , 程亦凡听了朱利叶斯的演讲报告 , “我们两个就一起聊了一下 , 讨论用冷冻电镜的办法去做 , 当时的方法还根本达不到够解出原子分辨率结构的程度 , 但是我们是实验室一直在做方法方面的研究 。 ”随后 , 两个实验室共同推动 , 一边继续改进方法 , 一边不断尝试结构解析 。
时至今日 , 将程亦凡和朱利叶斯称作“黄金搭档”也不为过 。 在朱利叶斯实验室页面的已发表成果中 , 其和程亦凡的合作论文多篇被罗列显示 。 “我们实验室加在一起合作的文章有十来篇了 , 而且现在也是一直有很多的合作 , 好几个学生和博士后也都是联合培养 。 ”
在加利福尼亚大学旧金山分校发布的新闻稿中 , 程亦凡的名字也被着重提及:近年来 , 朱利叶斯将他的注意力转向了更好地了解TRPV1和相关分子的结构 , 希望这些信息可以驱动新的止痛药的设计 。 在2013年的一次科学突破中 , 他和同事程一凡博士使用冷冻电镜技术 , 在接近原子的尺度上确定了TRPV1的结构 。 2015年 , 朱利叶斯和程程一凡使用冷冻电镜确定了“芥末受体”TRPA1的结构 。
值得一提的是 , 除了诺奖得主们的长期贡献 , 冷冻电镜时代的真正来临 , 还得益于样品制备技术、新一代电子探测器发明、软件算法优化等多方面技术的进步 。 程亦凡等人对“直接探测相机”的开发最终掀起了冷冻电镜在生物学领域的“分辨率革命” 。
“花了好几年的时间 , 到2012年年底的时候有了一些很不错的进展 。 ”2013年底 , 顶级学术期刊《自然》发布了他们的研究成果 , 程亦凡和朱利叶斯两个团队合作 , 首次利用冷冻电镜技术解析得到膜蛋白TRPV1 的3.4 埃接近原子级别的高分辨率三维结构 。
研究一经发表 , 就引起了科学界巨大的轰动 , 这一结果被视为具有里程碑意义 。 “当时是第一次用冷冻电镜解析膜蛋白结构 , 也是第一次用冷冻电镜解完全未知的结构 , 当然对TRP通道来说也是第一个结构 , 所以说当时的工作影响力很大 。 ”

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TRPV1 。
程亦凡同时提及 , 对整个结构生物学来说 , 当时的成果也是影响深远 。 在他们的结果发表之前 , 尽管有些实验室已经把分辨率提高到3埃左右 , 但大家觉得冷冻电镜解析的都是X射线晶体学成像此前已经得到的结构 。 “到那个时候为止 , 还从来没做过一个未知的结构 , 所以说对整个结构生物学影响很大 , 原来做晶体学的实验室都是从那个时候开始转行 , 完全转到做冷冻电镜 。 ”

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