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北京大學，一天兩篇Nature！

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北大和清華，在中國大學的地位，無疑是獨一檔的存在。在國際上的排名，也是逐年攀升，這得益于近年來國家加大對科研經費的投入。這不，2021年11月17日，北京大學在這一天發了兩篇Nature，涉及領域包括物理和生物醫藥，話不多說，干貨奉上。
1. 凝聚態物理
異質界面平動對稱性的破壞，導致了界面局域聲子模式的出現。這些模式，在器件的熱和電輸運特性中起著至關重要的作用，尤其是在界面可能主導整個器件響應的微型器件中。雖然相關的理論工作，早在幾十年前就開始了，但由于在實現探測局域模態所需的空間、動量和光譜分辨率方面的挑戰，實驗研究完全缺乏。
在此，來自北京大學的高鵬等研究者，利用四維電子能譜技術，直接測量了一個外延立方氮化硼/金剛石異質界面的局域振動譜和界面聲子色散關系。相關論文以題為“Measuring phonon dispersion at an interface”于2021年11月10日發表在Nature上。
北京大學，一天兩篇Nature！
在此，研究者使用最近發展的四維EELS (4D EELS)技術，探測了立方BN (cBN)/金剛石異質界面上的界面聲子模式，并小心地平衡了空間和動量分辨率。除了體聲子模外，研究者還觀察到了局域在界面上的模和與界面隔離的模。這些特征，只出現在界面周圍大約一納米的范圍內。據研究者預測，這里觀察到的局域模在很大程度上影響著界面熱導和電子遷移率。
該發現為異質界面點陣動力學提供了見解，所演示的實驗技術應該在熱管理、電子工程和拓撲聲子學中有所應用。
北京大學，一天兩篇Nature！
圖1. 實驗裝置和界面結構
北京大學，一天兩篇Nature！
圖2. 原子尺度上的界面聲子測量
北京大學，一天兩篇Nature！
圖3. 界面聲子色散測量
作者簡介
北京大學，一天兩篇Nature！
?高鵬，北京大學量子材料科學中心研究員，助理教授。2010年獲得中國科學院物理研究所凝聚態物理學博士。2010年開始在美國密歇根大學、美國布魯克海文國家實驗室、日本東京大學從事博士后研究，并于2015年加入北京大學。曾入選2014“日本振興學會外國人特別研究員”（JSPS fellowship），并獲得2017年中國電子科技十大進展，2018年中國新銳科技人物，2019年中國硅酸鹽學會青年科技獎等。
現主要從事原子尺寸界面物理和電子顯微學研究。作為項目負責人承擔國家重點研發計劃，國家自然基金項目等。共發表論文200余篇，其中Science/Nature及子刊、PNAS、PRL、Adv. Mater.、JACS、Nano Lett. 70多篇，論文被引用8000余次。多個工作被NSF News、 IEEE Spectrum、 BBC News、 ScienceDaily、Yahoo News、Phys.org、R&D Magazine、Physics News、NSC Science 360、Nanotechweb、Labspaces.net、Compound Semiconductor、Semiconductor Today和AIP Scilight等國內外媒體作為研究亮點進行報道。
2. 生物醫藥
在從硬骨魚進化而來的動物分支中，一組質量相關的G-蛋白-偶聯受體(MRGPRs)進化而來，在瘙癢和過敏信號中發揮積極作用。MRGPRX2作為一種MRGPR，已知能感知基本分泌因子(促進分泌的制劑)，并參與瘙癢信號和引起假過敏反應。MRGPRX2已成為藥物開發的目標，用于預防某些藥物引起的副作用或治療過敏性疾病。
在此，來自北京大學的高寧&山東大學和北京大學的孫金鵬等研究者，報道了一組MRGPRX2-Gi1三聚體與多聚化合物48/80或與炎癥肽復合物的低溫電子顯微鏡結構。相關論文以題為“Structure, function and pharmacology of human itch receptor complexes”于2021年11月17日發表在Nature上。
北京大學，一天兩篇Nature！
在此，研究者利用低溫電子顯微鏡(Cryo-EM)結構，對一組MRGPRX2-Gi1三聚體與多聚化合物48/80或與炎癥肽復合物結構的解析。MRGPRX2-Gi1復合物的結構顯示出淺的、溶劑暴露的配體結合口袋。與此同時，研究者確定了MRGPRX2的主要共同結構特征，并描述了肽性過敏原的共識基序。在配體結合口袋下面，跨膜結構域6 (TM6)上不尋常的扭結形成和一般的撥動開關從Trp6.48替換到Gly6.48，表明了一個不同的激活過程。研究者對MRGPRX2和Gi三聚體的界面進行了表征，并在MRGPRX2的配體和G蛋白界面上繪制了與關鍵單核苷酸多態性相關的殘基。
總體來說，研究者的結果為MRGPRX2感知陽離子過敏原提供了結構基礎，可能有助于合理設計治療方案，以防止不必要的假過敏反應。

北京大學，一天兩篇Nature！

圖1. MRGPRX2-Gi復合物和C48/80結合袋的Cryo-EM結構

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圖2. 被MRGPRX2識別的共識肽基序

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圖3. MRGPRX2的激活機制

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圖4. MRGPRX2與Gi的耦合
北京大學，一天兩篇Nature！
作者簡介
高寧，2001-2006，博士，生物醫學系，紐約州立大學奧爾巴尼分校 1996-2000，學士，生命科學學院，北京大學 工作經歷: 2017/4-至今，教授，北京大學生命科學學院 2017/4-至今，研究員，北京大學-清華大學聯合生命中心 2008/11-2017/3，特別副研究員、助理教授、副教授（with tenure），教授，清華大學生命科學學院 2006-2008，博士后，紐約州Wadsworth Center，霍華德休斯醫學研究所，哥倫比亞大學生化和分子生物物理系。
高寧實驗室主要致力于闡明細胞內大型蛋白-核酸復合物形成的分子機器的精細結構及工作分子機制，近年來的科研工作著重于核糖體的生物生成（ribosome biogenesis）、蛋白質生物合成的調控、DNA復制起始調控等重要基礎生物學過程。實驗室主要采用冷凍電鏡三維重構的方法分析大型復合物的高分辨結構，輔助遺傳學、細胞生物學、生化分子生物學手段回答大分子機器在功能執行過程中的機制性問題。同時，針對結構課題中的技術難點，實驗室還致力于冷凍電鏡方法學的研究，包括樣品制備技術和算法的改進等。
北京大學，一天兩篇Nature！
孫金鵬，研究員，國家杰出青年基金獲得者（藥理學）。
曾跟隨G蛋白偶聯受體領域奠基人Robert J Lefkowitz (2012年諾貝爾化學獎)從事信號轉導和藥物發現的研究。在Nature Medicine, Nature Chemical Biology, Nature Communications，PNAS，Biol Psychiatry，Cell Research等國際權威雜志發表70余篇文章，總影響因子527，文章總引用次數2000余次；近五年多次主持和參加國家杰出青年基金、科技部重點基礎研發及國家“973”計劃等項目課題十余項，獲得2015年山東省高等學校優秀科研成果獎一等獎。目前擔任中國脂與脂蛋白委員會委員；中國病理生理學會受體專業委員會委員；中國藥理學會腎臟專業委員會常務委員；中國干細胞生理專業委員會委員，中國生化與分子藥理學會專業委員會委員，中國聽覺與聽覺障礙專業委員會委員等。擔任教育部科技獎勵評委；博士后基金評委；國家自然科學基金一審評委，國家自然基金委二審評委。
主要研究方向：靶向GPCR偏向性信號途徑的藥理學研究
領域：發展了Arrestin所介導的GPCR偏向性信號轉導的藥理學理論，并開發了系列偏向性干預策略。（1）創新性地提出了GPCR磷酸化編碼的“笛子模型”，和多聚脯氨酸碼頭分選及別構建調控理論,并可應用新模式發展磷酸酶抑制劑，從而有效地操控受體的磷酸化編碼的新理念，為GPCR的偏向性藥物開發奠定了理論基礎；（2）揭示了GPCR在頂膜區域信號轉導對重吸收的調控作用；（3）闡明了GPCR下游G蛋白或Arrestin偏向性信號途徑對胰島功能及糖代謝的調控作用，為進一步靶向GPCR偏向性信號途徑的藥物設計提供了指導；（4）建立了靶向GPCR偏向性信號途徑的Aptamer和小分子抑制劑的開發方法，獲得了一系列GPCR的偏向性配體以及GPCR下游磷酸酶的特異性抑制劑。
文獻信息
Qi, R., Shi, R., Li, Y.?et al.?Measuring phonon dispersion at an interface.?Nature?(2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03971-9
Yang, F., Guo, L., Li, Y.?et al.?Structure, function and pharmacology of human itch receptor complexes.?Nature?(2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-04077-y
原文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41586-021-03971-9
https://www.nature.com/articles/s41586-021-04077-y
https://faculty.pku.edu.cn/gaopeng/zh_CN/yjfx/13535/content/1811.htm#yjfx
http://www.bio.pku.edu.cn/homes/Index/news_cont_jl/16/596.html
http://shengli.bjmu.edu.cn/test1/210718.htm

原創文章，作者：Gloria，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/18/52c26a60a4/

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