新突破！冷冻电镜技术和多尺度分子模拟相结合成效颇丰
近日，中国科学院大连化学物理研究所分子模拟与设计研究组研究员李国辉团队受邀在Current Opinion in Structural Biology上发表综述文章Multiscale Simulations of Large Complexes in Conjunction with Cryo-EM Analysis，系统介绍冷冻电镜技术和多尺度分子模拟相结合在生物大分子复合体结构和功能调控关系上的突破和方向。 李国辉团队长期致力于理论与计算生物学方法发展与应用等方面的研究，近年来在生物大分子动力学功能机理之间关系的理论计算研究方面取得丰硕成果，引起广泛关注。 该综述在生物大分子复合体研究的复杂性和挑战性背景下，回顾了近两年利用多尺度分子模拟和日趋成熟的单细胞冷冻电镜技术相结合的方法，在蛋白质-RNA/DNA复合体、蛋白质-蛋白质复合体、膜蛋白复合体等复杂生物体系多蛋白组装动态调控机制的相关研究，重点阐述了结合分子模拟......阅读全文
新突破！冷冻电镜技术和多尺度分子模拟相结合成效颇丰
近日，中国科学院大连化学物理研究所分子模拟与设计研究组研究员李国辉团队受邀在Current Opinion in Structural Biology上发表综述文章Multiscale Simulations of Large Complexes in Conjunction with Cryo
利用冷冻电镜获得生物大分子复合体全原子模型
美国《国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Science, USA）1月10日在线发表了中国科学院生物物理研究所朱平研究组程凌鹏副研究员等人的研究论文——Atomic model of a cypovirus
我所揭示骨骼肌三联体在“兴奋收缩”耦合中的偶联运动机制
原文地址：http://www.dicp.cas.cn/xwdt/kyjz/202403/t20240325_7052213.html近日，我所分子反应动力学国家重点实验室分子模拟与设计研究组（1106组）李国辉研究员团队与中国科学院生物物理研究所孙飞研究员团队、北京大学医学部尹长城教授合作，利用冷
脉冲式电子成像对生物有机样品的电子辐照损伤效应获揭示
冷冻电镜技术可解析近天然状态下生物大分子的高分辨率结构，从而推动分子生命科学研究和生物医药开发的进展。虽然这一技术已取得较多成果，但存在样品电子辐照损伤技术瓶颈。超快电镜技术是近年发展起来的新型电子照明成像技术，为解决样品电子辐照损伤问题提供了新机遇。利用超快脉冲光束驱动的电子脉冲进行成像、将超快电
“流程工业多尺度模拟放大技术”项目验收
“十一五”国家科技支撑计划“流程工业多尺度模拟放大技术及其在石化行业的应用”重点项目通过验收 近日，科技部在北京组织召开了“十一五”国家科技支撑计划“流程工业多尺度模拟放大技术及其在石化行业的应用”重点项目验收会。 项目研制了具有自主知识产权的新型能量最小多尺度模拟放大软件，微
能用冷冻电镜来研究生物大分子的动态结构吗？
冻电镜，是用于扫描电镜的超低温冷冻制样及传输技术(Cryo-SEM)，可实现直接观察液体、半液体及对电子束敏感的样品，如生物、高分子材料等。目前的冷冻电镜单颗粒技术已经能较容易地将分子量大于300千道尔顿且生化性质稳定的蛋白质解析至近原子分辨率。 近期，清华大学王宏伟教授团队研发利用球差校正器
我所揭示人类端粒DNA合成关键分子机制
近日，我所分子模拟与设计研究组（1106组）李国辉研究员团队与上海交通大学医学院精准医学研究院雷鸣教授、武健教授团队合作，在揭示人类端粒DNA合成关键分子机制研究方面取得新进展。 端粒是位于真核生物染色体末端的DNA—蛋白复合体，用于保护染色体在细胞分裂过程中的完整性。端粒的DNA会随着细胞的每次
研究阐释人类端粒DNA合成关键分子机制
近日，中国科学院大连化学物理研究所分子模拟与设计研究组研究员李国辉团队与上海交通大学医学院精准医学研究院教授雷鸣、武健团队等合作，在人类端粒DNA合成关键分子机制研究方面取得新进展。 端粒是位于真核生物染色体末端的DNA-蛋白复合体，用于保护染色体在细胞分裂过程中的完整性。端粒的DNA会随着细胞的
李文辉：新冠病毒大分子药物面临两大挑战
3月16日晚，北京生命科学研究所资深研究员李文辉在《理解未来》科学讲座上解读了新型冠状病毒药物研发的基础知识，他提出新冠病毒大分子药物研发至少还面临两大科学挑战。同时他也指出，随着人类对新冠病毒的研究不断深入，研发出有效药物是很有希望的。图片来源于网络 包括新冠病毒在内，大部分新发病毒都属于
生物大分子柔性组装的冷冻电镜重构新方法获揭示
近日，南方科技大学生命科学学院副教授沈庆涛课题组针对生物大分子组装柔性的难题，基于冷冻电镜单颗粒技术，开发了直接赋值颗粒欧拉角的重构方法，解析了真核细胞中转运必需的内吞体分选复合物 (ESCRT-III)平面螺旋多聚体结构。该研究成果发表在《美国国家科学院院刊》。ESCRT是一类进化保守的生物大分子
我所利用生物分子模拟预测代谢酶新功能并揭示结直肠癌的发生机制
原文地址：http://www.dicp.cas.cn/xwdt/kyjz/202301/t20230119_6601647.html 近日，我所分子反应动力学国家重点实验室分子模拟与设计研究组（1106组）李国辉研究员团队与中国科学院分子细胞科学卓越创新中心（上海生物化学与细胞生物学研究所）杨巍
大连化物所等团队利用生物分子模拟预测代谢酶新功能
近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员李国辉团队与中科院分子细胞科学卓越创新中心（上海生物化学与细胞生物学研究所）研究员杨巍维团队、广州大学教授王雄军、复旦大学附属中山医院教授李全林等合作，揭示了代谢酶果糖1,6-二磷酸酶1（FBP1）能够行使蛋白磷酸酶的功能，并证明了FBP1介导的IκBα去
冷冻电镜（cryoEM）单颗粒分析技术解析生物大分子结构
冷冻电镜（cryo-EM）单颗粒分析技术已经成为结构生物学众多结构解析方法中异军突起的一支，在膜蛋白的结构解析中更是发挥着与日俱增的作用。目前的冷冻电镜单颗粒技术已经能较容易地将分子量大于300千道尔顿且生化性质稳定的蛋白质解析至近原子分辨率（约3 埃水平）。但由于小分子量蛋白质（一般为小于20
科学家拓展冷冻电镜解析生物大分子结构的分辨极限
冷冻电镜（cryo-EM）单颗粒分析技术已经成为结构生物学众多结构解析方法中异军突起的一支，在膜蛋白的结构解析中更是发挥着与日俱增的作用。目前的冷冻电镜单颗粒技术已经能较容易地将分子量大于300千道尔顿且生化性质稳定的蛋白质解析至近原子分辨率（约3 埃水平）。但由于小分子量蛋白质（一般为小于20
揭示人类端粒DNA合成关键分子机制
近日，大连化物所所分子模拟与设计研究组（1106组）李国辉研究员团队与上海交通大学医学院精准医学研究院雷鸣教授、武健教授团队合作，在揭示人类端粒DNA合成关键分子机制研究方面取得新进展。 端粒是位于真核生物染色体末端的DNA—蛋白复合体，用于保护染色体在细胞分裂过程中的完整性。端粒的DNA会随
中国科学家率先解析30纳米染色质高级结构
你真的了解自己的身体吗?你知道一个细胞中的DNA加起来有2米长吗?这么长的DNA怎样被“塞”进仅有几微米大小的细胞核呢? 其实，这也是科学家想要搞清楚的问题。 4月25日，美国《科学》杂志报道了中科院生物物理所一项关于30纳米染色质高级结构解析的研究成果。这篇研究论文发表后，一个尘封
冷冻电镜里程碑意义的成果
在最近几年，冷冻电镜技术有了革命性的进步，主要得益于三个方面的突破。首先是样品制备，通过利用薄膜碳层甚至石墨烯可以用更薄的冰层包裹分子样品来提高信噪比。第二个突破是电子的探测技术，也就是电子探测器的发明。在300 keV 电子的轰击下，传统的器件都会被高能量打坏，因此在电子探测器出现之前，冷冻电镜中
我国科学家用冷冻电镜来研究生物大分子的动态结构
冷冻电镜（cryo-EM）单颗粒分析技术已经成为结构生物学众多结构解析方法中异军突起的一支，在膜蛋白的结构解析中更是发挥着与日俱增的作用。目前的冷冻电镜单颗粒技术已经能较容易地将分子量大于300千道尔顿且生化性质稳定的蛋白质解析至近原子分辨率（约3 埃水平）。但由于小分子量蛋白质（一般为小于20
“流程工业多尺度模拟放大技术及”通过中期检查评估
5月13日，国家科技支撑计划项目“流程工业多尺度模拟放大技术及其在石化行业的应用”中期检查评估会在中科院过程工程研究所召开。中科院副院长李静海出席了会议，高技术局副局长刘桂菊主持会议，同时参加会议的还有科技部条财司经费预算处处长解鑫、中科院计划局副局长潘峰、过程工程研究所常务副所长
COMSOL中高频电磁场的多尺度模拟导论（四）
在上述方程中，1/rn 有三个因子。1/r2 和1/r3 项在信号源附近更重要，而1/r 项在较大的距离上占主导地位。虽然电磁场是连续的，不过人们一般会根据与源的距离来划分场的不同区域。上图显示了电小天线的一种场分布，事实上，还有其他适用于描述kr 大小的惯用法。之后，我们将展示如何计算与给定源相隔
COMSOL中高频电磁场的多尺度模拟导论（二）
给定点同时使用笛卡尔坐标(x, y, z) 和球面坐标(r, θ, Φ) 进行表示。球面坐标的单位矢量也显示在图片中。请注意，球面坐标的单位矢量是位置的函数。坡印廷（Poynting）矢量和辐射强度我们通常对天线的辐射功率很有兴趣。功率通量的单位为W/m2，使用复坡印廷矢量来表示。许多有关天线的文本
COMSOL中高频电磁场的多尺度模拟导论（五）
下图比较了无限细偶极子与偶极天线仿真的方向性。因为天线是无损的，这相当于天线增益。您可以点击“阅读原文”下载偶极天线模型。比较两个半波长天线（z 方向）的方向性与 θ 之间的函数关系。COMSOL Multiphysics® 仿真模型是一个具有很小半径的圆柱体，理论模型是一个无限细的天线。计算接收功
COMSOL中高频电磁场的多尺度模拟导论（三）
在COMSOL Multiphysics 中使用带特性阻抗的集总端口时，计算的远场增益相当于IEEE（电气和电子工程师协会） 定义的实际增益。我们必须明确提及这一点，因为在过去的几十年中增益的定义发生了多次变化。从2017 年发布的COMSOL Multiphysics 5.3 版本起，CO
COMSOL中高频电磁场的多尺度模拟导论（一）
本篇文章将开启一个全新的综合性博客系列，探讨高频电磁场的多尺度模拟方法。在首篇文章中，我们将介绍必要的支撑理论和定义。后续的文章将探讨如何使用COMSOL Multiphysics® 软件在不同场景下对高频电磁场进行多尺度模拟。让我们开始吧！应用范围：天线和无线通信多尺度模拟是现代仿真技术的一个挑战
专访尹长城教授：技术发展带来革命性突破
Ryanodine受体（RyR）是一类巨大的离子通道，介导多种细胞的钙离子信号传导，在肌肉的兴奋-收缩偶联中起到了关键性作用。不过，人们对RyR通道的激活和调控机制一直知之甚少。北大基础医学院的尹长城教授和中科院生物物理研究所的孙飞研究员最近在这方面取得了突破，他们领导团队通过冷冻电镜揭示了Ry
Nature－－Science：冷冻电镜技术揭示Hedgehog信号复合体的结构
Hedgehog信号通路对于胚胎细胞的发育具有重要的作用，该信号的缺失会导致先天性缺陷的发生。然而，对于多数癌症。例如基底细胞癌、脑癌、乳腺癌以及前列腺癌来说，该信号的强度却失去了控制。 冷冻电镜技术的发展帮助我们揭示了Hedgehog信号的分子机制。通过对蛋白结构的进一步认知，能够帮助我们开
冷冻电镜是个啥，有多牛？
2017年诺贝尔化学奖颁给了发明冷冻电镜的三位学者。他们是： 哥伦比亚大学教授约阿基姆·弗兰克（Joachim Frank），苏格兰分子生物学家和生物物理学家理查德·亨德森（Richard Henderson）以及瑞士洛桑大学生物物理学荣誉教授雅克·迪波什（Jacques Dubochet）。冷冻电
揭示基因重组过程中关键酶错配容忍度差异机制
近日，中科院大连化学物理研究所研究员李国辉团队与清华大学教授王宏伟团队、陈春来团队合作，在揭示基因重组过程中关键酶错配容忍度差异机制研究中取得新进展。相关研究成果发表在《核酸研究》上。 同源重组是主要的DNA双链断裂修复机制，在真核细胞中主要的重组酶为Rad51和Dmc1。Rad51和Dmc
清华大学仪器共享平台FEI－Tecnai－Spirit－TEM－D1297
仪器名称：FEI Tecnai Spirit TEM D1297仪器编号：15005395产地：美国生产厂家：FEI型号：BioTwin120KV出厂日期：2013.8购置日期：201504所属单位：生命学院>蛋白质研究技术中心>冷冻电镜平台>设施蛋白质冷冻电镜平台放置地点：生物医学馆U6-034固
清华大学团队连发重要研究成果
在分子生物学的中心法则中，遗传信息从DNA、RNA最后流向蛋白。RNA的成熟需要经过复杂的转录后加工，其质量控制在多种细胞过程中发挥着重要的作用。真核细胞具有大量识别和调控RNA降解的生物大分子，比如exosome复合体。 Exosome复合体通过外切酶方式从3′端对RNA进行水解。人们发现，