利用仿真推断加速单分子结构识别 ——《amortized template matching of molecular conformations from cryoelectron microscopy images using simulation-based inference》研究新闻报告 研究背景与意义 在分子生物学和结构生物学领域，理解生物大分子如何通过不同构象（conformation）的转变来执行其功能，是揭示生命过程机制的核心目标。众所周知，蛋白质、核酸等生物大分子具有高度的柔性，它们在细胞中不断地于各种构象之间重组，而这些不同的构象往往与分子的生物学功能直接相关。因此，实验上全面刻画分子体系的“构象分布（conformational ensemble）”和结构动力学，成为...

学术背景 RNA作为遗传信息载体和功能分子，长期以来被认为是”不可成药”的靶点。近年来，随着对RNA结构生物学认识的深入，科学家们开始探索靶向RNA的小分子药物开发。然而，这一领域面临三大核心挑战：(1) 缺乏系统化的RNA-配体识别规律；(2) 大尺寸RNA-小分子复合物的高分辨率结构解析困难；(3) 功能性RNA配体的筛选方法有限。 本研究针对真菌病原体中广泛存在的group I intron（I类内含子）这一特殊RNA结构，通过整合高通量筛选、药物化学和冷冻电镜技术，首次实现了对大型催化性RNA的从头配体设计及高分辨率结构解析。该工作为RNA靶向药物开发提供了重要的分子机制模板。 论文来源 本研究成果由Yale大学Anna Marie Pyle教授团队领衔完成，第一作者为Tianshu...

学术背景 蛋白质稳态（proteostasis）是细胞维持正常功能的核心机制，其中泛素-蛋白酶体系统（Ubiquitin-Proteasome System, UPS）负责降解约80%的异常蛋白质。传统认知中，蛋白质需通过泛素化标记才能被26S蛋白酶体识别降解。然而近年研究发现，某些转录因子（如EGR1、FOSB）可不依赖泛素化直接被降解，这一现象与淋巴细胞的发育和恶性肿瘤密切相关。其中，Midnolin蛋白被证实是介导这一过程的关键因子，但其结构基础与分子机制长期未知。 本研究由UT Southwestern Medical Center的Bruce Beutler团队（2011年诺贝尔生理学或医学奖得主）主导，旨在通过冷冻电镜（cryo-EM）解析Midnolin-蛋白酶体复合物的三维结...

学术背景与研究动因 近年来，蛋白质-配体对接（protein–ligand docking）作为虚拟药物筛选（virtual drug screening）和结构基础新药研发（structure-based drug discovery）的核心技术，得到了迅速发展。随着大规模高通量筛选技术的应用，药物发现的效率有所提升，但新药开发依然面临成本高昂、周期漫长、转化率有限等问题。传统的小分子对接方法多基于蛋白质与配体三维结构及能量函数的评估，但如何进一步提升对接的精准度，是该领域持续努力解决的关键技术难题。 与此同时，冷冻电镜（cryo-electron microscopy, cryo-EM）技术以其无需结晶、可解析膜蛋白与大分子复合物等特点，已发展为结构生物学的重要手段。虽然部分冷冻电镜密度...

学术背景介绍 剪接体（spliceosome）是一个高度动态的大分子复合物，负责从pre-mRNA中精确切除内含子（intron）。尽管近年来通过冷冻电镜（cryo-electron microscopy, cryo-EM）技术，科学家们已经对剪接体的逐步组装、催化剪接和最终解离过程有了较为全面的结构理解，但剪接体如何识别并拒绝次优剪接底物的分子机制仍不清楚。这一问题对于理解剪接保真性（splicing fidelity）至关重要，因为剪接错误可能导致基因表达异常，进而引发多种疾病。 本文的研究旨在揭示剪接体如何通过特定的RNA解旋酶（helicase）和G-patch蛋白（G-patch protein）来识别和拒绝异常的剪接底物，特别是那些含有非典型5’剪接位点（5’ splice si...