生物大分子國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(以下簡(jiǎn)稱“實(shí)驗(yàn)室”)1989年經(jīng)國(guó)家計(jì)劃發(fā)展委員會(huì)和中國(guó)科學(xué)院批準(zhǔn),依托中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所建設(shè),1991年1月通過(guò)驗(yàn)收并正式開放運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)室針對(duì)生命科學(xué)前沿和人口健康領(lǐng)域的重大科學(xué)問題,開展重要生命活動(dòng)相關(guān)生物大分子結(jié)構(gòu)與功能、相互作用與動(dòng)態(tài)變化的基礎(chǔ)研究,致力于從分子、細(xì)胞乃至個(gè)體水平揭示生命活動(dòng)的基本規(guī)律和重大疾病發(fā)生發(fā)展規(guī)律。
實(shí)驗(yàn)室在國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室歷次(6次)評(píng)估中均獲得“優(yōu)秀”,兩次榮獲“國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃先進(jìn)集體”(金牛獎(jiǎng));成立以來(lái),以第一完成單位共獲得國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)8項(xiàng)。
1989年,實(shí)驗(yàn)室剛獲批時(shí),將主要研究方向瞄準(zhǔn)了三大領(lǐng)域——分子酶學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)和生物膜,分別由鄒承魯、梁棟材、楊福愉3位院士(學(xué)部委員)牽頭,頗具前沿優(yōu)勢(shì)。進(jìn)入新世紀(jì),歷經(jīng)多年發(fā)展,實(shí)驗(yàn)室緊密圍繞生物大分子結(jié)構(gòu)與功能研究這一主線,在延續(xù)發(fā)展積淀和繼承學(xué)科特色的基礎(chǔ)上努力開拓、培育、凝練新的研究領(lǐng)域,逐漸形成了特色鮮明、優(yōu)勢(shì)明顯、富有競(jìng)爭(zhēng)力的研究方向。近年來(lái)實(shí)驗(yàn)室的研究工作均圍繞如下四大研究方向和內(nèi)容開展。
中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所園區(qū)全貌
1.膜蛋白的結(jié)構(gòu)與功能研究。生物膜是細(xì)胞物質(zhì)、能量、信息交換和調(diào)控的重要介質(zhì)。此方向研究細(xì)胞膜生成與轉(zhuǎn)運(yùn)的分子機(jī)制,解析光合作用捕光與光能轉(zhuǎn)化、線粒體能量代謝過(guò)程中重要膜蛋白的結(jié)構(gòu)與功能。
2.染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、表觀遺傳調(diào)控與細(xì)胞命運(yùn)決定的分子機(jī)理。染色質(zhì)是遺傳信息存儲(chǔ)、表達(dá)的載體,其動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)是細(xì)胞命運(yùn)決定的關(guān)鍵因素。此方向研究染色質(zhì)的組裝與分配、修飾與解讀、高級(jí)結(jié)構(gòu)形成與調(diào)控的分子機(jī)理;研究干細(xì)胞發(fā)育與分化以及疾病發(fā)生的表觀遺傳調(diào)控機(jī)理。
3.細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)形成與穩(wěn)態(tài)維持的調(diào)控機(jī)制。細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)是蛋白質(zhì)合成、運(yùn)輸和質(zhì)量控制的必要環(huán)境。此方向研究?jī)?nèi)膜系統(tǒng)形態(tài)發(fā)生的新因子鑒定,揭示其分子機(jī)制;闡明內(nèi)膜系統(tǒng)間膜融合的過(guò)程和調(diào)控機(jī)制。
4.重要疾病發(fā)生與防御的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能基礎(chǔ)。新發(fā)、烈性傳染病病毒和病原菌對(duì)人類健康和公共衛(wèi)生安全造成重大危害。此方向研究這些病原體的入侵、復(fù)制、致病,以及宿主應(yīng)答等過(guò)程的分子機(jī)理,在分子水平闡明病毒、病原菌蛋白與宿主的相互作用及免疫防御和耐藥的機(jī)制。
同時(shí),實(shí)驗(yàn)室立足于學(xué)科交叉和技術(shù)方法創(chuàng)新的優(yōu)勢(shì)和特色,著重開展生物大分子成像的新技術(shù)新方法研發(fā),有力支撐和推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室各個(gè)研究方向的發(fā)展。
實(shí)驗(yàn)室擁有一支結(jié)構(gòu)合理、充滿活力、富有開拓創(chuàng)新能力的研究隊(duì)伍?,F(xiàn)有固定人員146人,其中研究人員125人。人才隊(duì)伍中包括8名中國(guó)科學(xué)院院士、“千人計(jì)劃”入選者3人,“萬(wàn)人計(jì)劃”入選者11人,“青年千人計(jì)劃”入選者7人,“杰出青年”入選者15人。實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有博士后30人,在讀博士生184人,碩士生80人。實(shí)驗(yàn)室以重大科學(xué)問題為牽引,重大科研任務(wù)為載體,在4個(gè)研究方向上均形成了由首席科學(xué)家領(lǐng)銜、多個(gè)PI(研究員)及科研骨干組成的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。團(tuán)隊(duì)成員通過(guò)聯(lián)合學(xué)術(shù)例會(huì)、共同承擔(dān)項(xiàng)目、合作研究等方式,圍繞重大科學(xué)前沿問題系統(tǒng)開展多層次、多角度、多手段的創(chuàng)新研究,團(tuán)隊(duì)攻關(guān)優(yōu)勢(shì)明顯。
實(shí)驗(yàn)室開創(chuàng)和引領(lǐng)了我國(guó)結(jié)構(gòu)生物學(xué)的蓬勃發(fā)展,取得了一系列重要?jiǎng)?chuàng)新成果。解析了我國(guó)首個(gè)真核膜蛋白復(fù)合體LHC-II的晶體結(jié)構(gòu),揭示了線粒體膜蛋白復(fù)合物II及其底物結(jié)合復(fù)合體的精細(xì)結(jié)構(gòu);發(fā)展了冷凍電鏡解析技術(shù),重構(gòu)和解析了30nm染色質(zhì)纖維高分辨率冷凍電鏡結(jié)構(gòu);解析了甲肝病毒、手足口病毒、非洲豬瘟病毒等重要致病病毒全顆粒晶體結(jié)構(gòu);解析了高等植物光合作用超分子復(fù)合體的單顆粒冷凍電鏡結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)室通過(guò)舉辦學(xué)術(shù)會(huì)議、技術(shù)培訓(xùn)班、培養(yǎng)輸送研究生、高端人才流動(dòng)等形式,有力帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)同行在結(jié)構(gòu)生物學(xué)方面的學(xué)術(shù)水平和實(shí)驗(yàn)技能的提高。
中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所秋景
實(shí)驗(yàn)室自成立以來(lái),堅(jiān)持面向世界科學(xué)前沿和國(guó)家重大戰(zhàn)略需求,以生物大分子功能與結(jié)構(gòu)為主線開展前沿基礎(chǔ)性研究,凝聚了一批極具活力的創(chuàng)新人才和領(lǐng)軍人才,產(chǎn)出了系列性高水平創(chuàng)新研究成果,已成為國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的生物大分子前沿研究重要基地和學(xué)術(shù)高地,在我國(guó)生命科學(xué)的發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮了引領(lǐng)作用。
除此之外,實(shí)驗(yàn)室一直積極開展對(duì)外合作與交流。實(shí)驗(yàn)室與美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、意大利、荷蘭、澳大利亞、日本、等國(guó)家,以及中國(guó)香港、臺(tái)灣等地的多家高校、研究機(jī)構(gòu)和學(xué)術(shù)組織,美國(guó)輝瑞公司(Pfizer)/丹麥諾和諾德(Novo Nordisk)、美國(guó)強(qiáng)生(Johnson &Johnson)等國(guó)際公司,以及清華大學(xué)、北京大學(xué)、中國(guó)科技大學(xué)、華中科技大學(xué)、北京生命科學(xué)研究所等高校及機(jī)構(gòu)保持了良好的合作與交流。
實(shí)驗(yàn)室主持國(guó)家自然科學(xué)基金委重大國(guó)際合作項(xiàng)目,中國(guó)科學(xué)院與國(guó)家外專局共同支持的創(chuàng)新國(guó)際團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目等多項(xiàng)國(guó)際合作項(xiàng)目。通過(guò)中國(guó)科學(xué)院外國(guó)專家特聘研究員計(jì)劃、外籍青年科學(xué)家計(jì)劃等項(xiàng)目,邀請(qǐng)國(guó)外知名學(xué)者、青年科學(xué)家來(lái)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行短期訪問或中長(zhǎng)期合作研究。同時(shí),實(shí)驗(yàn)室還通過(guò)互派人員、委托任務(wù)、共享平臺(tái)、學(xué)術(shù)研討等形式與國(guó)內(nèi)相關(guān)單位開展各類合作研究。實(shí)驗(yàn)室因此形成了開放合作、交流共享的學(xué)術(shù)氛圍,不斷產(chǎn)出豐碩的成果。
當(dāng)下,在新一輪科技革命和我國(guó)建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的歷史交匯期,實(shí)驗(yàn)室將繼續(xù)擔(dān)當(dāng)科技自立自強(qiáng)使命,進(jìn)一步完善運(yùn)行體制機(jī)制,全面提升創(chuàng)新能力,為建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)貢獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)室力量。