发表的Nature！江苏这所大学取得了重大突破！

五月二十九日，南京中医药大学医学院朱家鹏教授与耶鲁大学张凯教授联合研究团队的科研成果“High-resolution in situ structures of mammalian respiratory suPErcomplexes” 《自然》是国际顶级期刊（Nature）网上发布。这项研究突破了蛋白质纯化的传统概念，第一次实现了线粒体原位膜蛋白的高分辨率结构分析，获得了呼吸链超级复合体最真实、最清晰的三维结构，为研究氧化磷酸化这一最基本的生命过程提供了坚实的理论基础。

线粒研究的历史沿革是一次跨越数个世纪的探索之旅，标志着人类对生命机制的深刻理解和进步。19世纪末，科学家们首次通过显微镜观察到线粒体的存在。21世纪，线粒体研究达到了一个新的高峰，研究领域不断拓展，从线粒体的基本生物学到其在疾病中的作用，再到线粒体替代疗法和抗衰老研究。线粒研究正处于前所未有的黄金时期，其发现和理论正在不断推动医学的深入发展，揭示生命科学的奥秘。

目前，通过使用冷冻电镜，结构生物学在揭示线粒体复杂功能和机制方面取得了显著进展。（cryo-EM）与X射线晶体学等高分辨率成像技术相比，科学家们已经能够详细地描述出线粒体内部结构和关键蛋白复合体的三维结构。然而，它仍然面临许多挑战，例如线粒体内部结构的极端复杂性和动态性，这使得获得生理性和底部物体结合的代表性结构极其困难。对线粒体内部代表性蛋白质的研究主要是通过体外净化，往往只能捕捉到特定时间的“快照”，与真实的线粒体内部环境和重要蛋白质的详细反应机制还有很大差距。

朱家鹏的研究团队突破了传统的蛋白质纯化概念和冷冻电子显微镜技术的束缚，首次在完整的细胞器水平上实现了心脏来源的线粒体的超高分辨率成像，可以直接从线粒体上准确捕捉生命过程的一瞥，精确到接近原子级的细节。

实验研究图

该研究显示了呼吸链在线粒体上的布置，观察到生理状态下天然物体运行的微观过程，准确定位了呼吸链蛋白的侧链结构，达到了前所未有的1.8埃(原子尺度的测量单位)的分辨率，这意味着蛋白质中几乎每个原子的位置都可以观察到。这项研究不仅揭示了健康细胞的状况，而且通过模拟心脏缺血的细胞状况，提前处理提取线粒体，观察病态呼吸链的变化，使科学家能够直接明确呼吸链的作用机制，为现代医学的发展和疾病的治疗提供了新的方向。

2022年南京中医药大学博士后、2023年南京中医药大学与耶鲁大学联合培养博士后郑婉为第一作者，南京中医药大学朱家鹏教授、耶鲁大学张凯教授为通讯作者。

转身：南京中医药大学

来源： 江苏共青团