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莱芜籍杰出科学家-颜宁

发布时间:2020-03-16 11:21 | 来源:未知
       颜宁,女,1977年11月出生于山东莱芜,原清华大学医学院教授 、博士生导师,中国科普作家协会副理事长,美国国家科学院外籍院士。
       2017年5月接受美国普林斯顿大学邀请,受聘该校分子生物学系雪莉•蒂尔曼终身讲席教授的职位。2017年12月15日获“影响中国”2017年度科技人物。
       2019年5月1日,入选美国科学院外籍院士。9月21日,被授予2019年度“求是杰出科学家奖”。
       一、人物经历
       1996年-2000年清华大学生物科学与技术系学士,2000年-2004年美国普林斯顿大学分子生物学系,博士
       2005年-2007年 美国普林斯顿大学分子生物学系,博士后
       2007年-至今清华大学教授、博士生导师
       2017年5月7日从清华大学证实,颜宁已接受美国普林斯顿大学邀请,受聘该校分子生物学系雪莉•蒂尔曼终身讲席教授的职位。
       二、荣誉记录
       2011年8月获国家杰出青年科学基金资助
       2012年颜宁•老师 获霍华德•休斯医学研究所国际青年科学家奖
       2012年12月获中国青年女科学家奖
       2014年12月入选选教育部“长江学者奖励计划”特聘教授
       2015年2月获国际蛋白质学会“青年科学家奖”,表彰其在跨膜物质运输的结构生物学领域所做出的一系列杰出工作
       2015年10月获赛克勒国际生物物理奖,表彰其对包括具有里程碑意义的人源葡萄糖转运蛋白GLUT1在内的关键膜蛋白的结构生物学研究做出突出贡献
       2016年6月因观察到了蛋白质在原子层面如何工作,并对细胞膜上嵌入蛋白质的结构展开了深入研究,入选《自然》杂志评选的“中国科学之星”(Science stars of China)
       2016年12月基于“肌肉兴奋-收缩偶联的分子机理探索”项目入选2016年度“中国高等学校十大科技进展”
       2017年3月15日,华人盛典组委会公布颜宁获得 2016-2017 年度 “影响世界华人大奖”"提名。
       2017年12月15日,获“影响中国”2017年度科技人物。
       2019年5月1日,入选美国科学院外籍院士。
       2019年9月21日,2019年度求是奖揭晓。颜宁被授予2019年度“求是杰出科学家奖”。
       三、研究领域
       人类基因组中编码蛋白的所有基因约有30%编码膜蛋白(membrane proteins)。膜蛋白在一切生命过程中起着关键作用,具有重要的生理功能。FDA批准上市的药物中,约50%的作用靶点为膜蛋白。因此,对膜蛋白结构与功能的研究具有极高的生物学意义及医药应用前景。转运蛋白(transport proteins)是膜蛋白的一大类,介导生物膜内外的化学物质以及信号交换。脂质双分子层在细胞或细胞器周围形成了一道疏水屏障, 将其与周围环境隔绝起来。尽管有一些小分子可以直接渗透通过膜,但是大部分的亲水性化合物,如糖,氨基酸,离子,药物等等,都需要特异的转运蛋白的帮助来通过疏水屏障。因此,转运蛋白在营养物质摄取,代谢产物释放以及信号转导等广泛的细胞活动中起着重要的作用。大量疾病都与膜转运蛋白功能失常有关,转运蛋白是诸如抗抑郁剂,抗酸剂等大量药物的直接靶点。
       研究主要集中在次级主动运输蛋白(secondary active transporters)的工作机理上。交替通路模型(alternating-access model)被用来解释转运蛋白的工作机理,在这个模型中,转运蛋白至少采取两种构象来进行底物的装载及卸载:一种向膜外开放,一种向膜内开放。有许多结构和生物物理学证据支持这个模型。但是,仍有两个最有趣的基本问题没有解决。第一,主动运输的能量偶联机制是什么?第二,在转运过程中,是什么因素触发了转运蛋白的构象变化?使用基于结构的研究手段对次级主动运输蛋白进行研究,以期解决转运蛋白工作机理中的基本问题。
       四、研究成果
       2016年9月-Science-关闭及开放构象的RyR2
       2014年,颜宁率领的团队在世界上首次解析了人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的三维晶体结构,2015年进一步获得了具备更多构象的GLUT3结合底物和抑制剂的超高分辨率结构,从而清晰揭示了葡萄糖跨膜转运这一基本细胞过程的分子基础。此外,她还对离子通道结构生物学领域做出重要贡献,解析了电压门控钠离子通道的晶体结构,最近又利用最新冷冻电镜技术获得了最大钙离子通道RyR1的高分辨率结构。
       2015年进一步获得了具备更多构象的GLUT3结合底物和抑制剂的超解析•蛋白结构与功能高分辨率结构,从而清晰揭示了葡萄糖跨膜转运这一基本细胞过程的分子基础 。
       2016年9月,颜宁教授研究组与加拿大卡尔加里大学陈穗荣研究组合作在《Science》(DOI:10.1126/science.aah5324)发表研究长文,揭示了目前已知分子量最大的离子通道Ryanodine受体RyR2亚型处于关闭和开放两种状态的三维电镜结构,探讨了RyR2的门控机制。通过比较关闭和开放状态的两个结构,发现位于穿膜区域负责通透离子的通道有明显的变化:在开放构象中,该通道发生扩张,从而使得钙离子能够顺利地从肌质网内部转移到细胞质中。通过对RyR2中每个相对独立的结构域的仔细比较和分析,认为中心结构域极有可能是引发RyR开放的关键,这一发现与之前有关RyR的功能研究结论相吻合。另外,研究组还获得了分辨率为5.7埃的RyR1开放构象结构,并基于结构比对,初步分析了RyR1的门控机理,有关RyR1的成果已分别发表在《Nature》(Doi:10.1038/nature14063)和《Cell Research》(Doi:10.1038/cr.2016.89)上,有关Cav1.1的论文已分别发表于《Science》(DOI: 10.1126/science.aad2395)和《Nature》(Doi:10.1038/nature19321)杂志上。上述研究与最新的这篇研究论文极大地促进了人们对于兴奋-收缩偶联的理解。
       2017年2月,颜宁教授研究组在《科学》(ScienceDOI: 10.1126/science.aal4326)2017年2月,真核生物电压门控钠离子通道的拓扑图和三维电镜结构在线发表了题为"Structure of a eukaryotic voltage-gated sodium channel at near atomic resolution"的研究长文,在世界上首次报道了真核生物电压门控钠离子通道(以下简称"钠通道")的3.8 Å分辨率的冷冻电镜结构,为理解其作用机制和相关疾病致病机理奠定了基础;研究组成功地获得了性质良好的蛋白样品,并利用单颗粒冷冻电镜的方法,重构出了可以清晰分辨绝大多数侧链的真核生物钠离子通道(命名为NavPaS)的三维结构,他们利用电镜技术,但反其道而行之,放弃了对于大分子量蛋白的追求,而利用序列分析选取长度最短的真核钠离子通道,成功利用重组技术获得了表达量较高、性质稳定均一的美洲蟑螂的钠通道蛋白。该结构的解析为理解钠通道的离子选择性、电压依赖的激活与失活特性、配体抑制机理提供了重要的分子基础,为解释过去60多年的大量实验数据提供了结构模板,并为基于结构的分子配体开发奠定了基础。
 









生活中的颜宁教授
 

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