10月9日， 深圳醫學科學院顏寧團隊在PNAS雜誌（《美國國家科學院院刊》）在線發表題為 CryoSeek: A strategy for bio-entity discovery using cryo-electron microscopy（《CryoSeek：利用冷凍電鏡發現生物實體的研究策略》）的研究論文，研究團隊將 冷凍電鏡作為一種「發現」工具， 拓展了人類視覺解析度的極限，放眼大自然，發現完全未知的生物大分子。
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顏寧團隊試圖回答如下問題：是否可以像歷史上人類使用放大鏡、望遠鏡、光學顯微鏡一樣，使用冷凍電鏡來探索完全未知的世界？畢竟，冷凍電鏡技術自從2013年底經歷了一場技術突破之後，對結構生物學乃至多個學科都產生了非常深遠的影響，但其潛力還遠未被充分發掘。
為驗證這一思路的可行性，顏寧團隊從清華大學荷塘中取水若干升，經過簡單的過濾和濃縮處理之後，製備成冷凍電鏡樣品並進行數據採集。在電鏡顯微照片中，研究人員觀察到了自然水體中豐富多樣的生物大分子，其中長短、粗細不一的纖維狀結構在樣品中占據主導地位。 顏寧團隊通過三維重構獲得了若干高解析度電鏡密度圖；然後利用基於AI算法的CryoNet軟體——由清華大學生命學院副教授、科學探索獎獲得者張強鋒率團隊開發——進行自動模型搭建，很快獲得了兩種纖維狀蛋白的三維結構。
生物信息學分析表明，這兩種纖維狀蛋白來自完全未知的物種，大機率是某些水生細菌表面用於物質傳遞和輔助運動的菌毛。所以，在蛋白序列及來源全然未知的情況下， 該項研究實現了完全基於結構的生物實體的物質鑑定和功能預測。
清華大學的荷塘因朱自清的 《荷塘月色》而聞名，故研究團隊將本項研究稱為「 荷糖月色」計劃。該項研究所解析的纖維結構僅僅是一個序曲，更精彩的發現仍在繼續。
深圳醫學科學院創始院長、深圳灣實驗室主任、清華大學講席教授、北京生物結構前沿研究中心研究員顏寧，清華大學生命科學學院助理研究員李張強為本文的共同通訊作者。清華大學生命科學學院2020級直博生王彤彤、助理研究員李張強為本文共同第一作者。
來源：深圳醫學科學院。
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