近日，國際著名綜合類科學期刊PNAS（美國科學院院刊）線上發表了題為“Annealing synchronizes the 70S ribosome into a minimum-energy conformation（退火同步化70S核糖體至其能量最低態）”的最新研究成果，海洋試點國家實驗室海洋生物與生物科技功能實驗室成員沈慶濤教授為該研究的獨立通訊作者。
伴隨著電子顯微鏡設備的日趨完善，直接檢測電子相機的廣泛使用以及新型重構算灋的接連出現，生物大分子的高解析度結構解析已經不再受限於冷凍電鏡硬體與重構算灋，愈發取決於生物大分子自身的性質與狀態。
沈慶濤研究團隊引入了物理學中“退火”的概念，對研究對象“70S核糖體”採取先加熱後降溫的處理，利用冷凍電鏡的高解析度解析能力，通過精細化比較退火前/後70S核糖體的構象變化，結果發現：退火促使70S核糖體從介於nonrotated與fully rotated的中間態變為nonrotated狀態，核糖體構象趨於同步化；同步化的核糖體處於全域自由能最低狀態；退火使得70S核糖體的解析分辯率得到大幅度提高（從5.2Å提高到3.7Å）。該研究成果首次提出並證明了退火對於冷凍電鏡分辯率的提高具有非常高的普適性，也為冷凍電鏡高分辨結構解析提供新的研究方向。
退火提高分辯率的模型
該論文的冷凍電鏡數據收集工作全部由海洋試點國家實驗室分子生物平臺海洋生物冷凍電鏡中心完成，資料分析工作也得到了海洋生物冷凍電鏡中心的全力支持。該論文的發表標誌著海洋生物冷凍電鏡中心已具備支撐產出一流科研成果的能力。
作為山東省內首個冷凍電鏡中心，以及首個聚焦海洋生命科學的冷凍電鏡中心，該中心前瞻性的科研設施佈局和科技團隊的專業服務為論文的順利完成保駕護航。現時，該中心已全面開展對外開放共亯，為用戶提供樣品製備與觀測、數據收集及解析等服務（機時申請連結http://www.qnlm.ac/page？a=14&b=3&c=275&p=detail）。
該論文由上海科技大學、海洋試點國家實驗室和復旦大學等組織的相關學者合作完成，研究工作得到了科技部重點研發計畫（201720182021）和國家自然科學基金面上項目（2019）等項目的資助。
文章連結：https://www.pnas.org/content/119/8/e2111231119