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中国侨联杰出人物(提名奖)——王俊峰(十代会系列报道之十)

发布日期:2018-09-04    作者:安徽省侨联   来源:安徽省侨联    阅读:

 

   

    王俊峰,中国科学技术大学双聘教授,中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心研究员、博士生导师、强磁场科学中心副主任。自归国以来,承担了我国重大科技基础设施——稳态强磁场实验装置的建设任务,主要研究方向为依托国家强磁场大科学实验装置,发展高场磁共振与成像技术,开展与重大疾病相关的膜蛋白的结构与功能研究,已在Nature,Science, Nature Structural and Molecular Biology, Nature Comm, ACS nano等杂志发表文章40余篇。入选国家“万人计划”领军人才,获得国务院政府特殊津贴支持,获安徽省青年科技奖以及中国科学院杰出科技成就奖。所在的强磁场海归人才团队受到央视新闻联播,焦点访谈,人民日报等媒体专题报道,先后入选2017年度留学人员50人榜、2017年全球华侨华人新闻人物、中国青年五四奖章集体和安徽五一劳动奖状。

    一、强磁场实验装置建设及新型生物物理检测技术发展

    高场核磁共振平台搭建。国家稳态强磁场实验装置是国家十一五启动的国家重大科技基础设施,王俊峰2009年8月作为中科院“百人计划”引进海外杰出人才到中科院强磁场科学中心工作,担任强磁场科学中心副主任及磁共振生命科学部主任。申请人先后负责承担了稳态强磁场大科学装置超导磁体SM3核磁共振系统,以及我国自主研制的水冷磁体25T固体核磁共振系统的建设任务。其中生物核磁共振平台已于2011年投入运行,是当时国内磁场强度最高的大型生物核磁共振研究平台;2016年建成的25T固体核磁共振系统是目前国际上场强最高的核磁共振研究平台,可以开展材料科学包括生物材料在内的结构分析与合成机制研究。结合强磁场科学中心磁共振谱学和成像的技术优势,申请人还负责搭建了一个分子,细胞,模式动物的跨尺度的综合研究平台,为国内外用户开展磁场生物学效应研究以及重大疾病和新药研发提供了重要实验平台。稳态强磁场实验装置于2017年9月顺利通过国家验收,专家评价稳态强磁场实验装置的实验条件已达到国际领先水平。

 

    新型生物物理检测技术研发。强磁场科学中心的多学科交叉研究氛围,为发展适用于生物复杂体系的新型检测技术提供了多种机遇。依托强磁场大科学试验装置,王俊峰团队积极开展多学科交叉合作研究,在发展生物物理新型检测技术方面取得了一系列突破,主要包括:1)应用自主研发的液体STM设备,首次实现了对生物分子纤维自组装和去组装动态过程的高分辨率实时观测(Nanoscale,2016,通讯作者);2)研发了一类适用于In-cell NMR与磁共振微成像的新型19F“智能”探针(ACS nano,通讯作者,2015); 3)与杜江峰院士合作,在国际上首次获得了单个蛋白质的电子自旋共振波谱(Science,2015),这一成果在国际同领域引起了很大反响,得到美国化学会、德国马普所等广泛的新闻报道。Science杂志将该成果选为研究亮点并配发专文报道,称其“实现了一个崇高的目标”,“是通往活体细胞中单蛋白分子实时成像的重要里程碑”,并入选2015年度“中国科学十大进展”与 2015年度“中国高等学校十大科技进展”。 

     二、膜蛋白结构功能及蛋白-磷脂特异性识别机制研究

    在膜蛋白结构及配体受体的相互作用等研究领域,液体核磁共振技术具有独特的优势,不仅能够解析蛋白质分子的三维结构,而且可以在近生理条件下研究配体与受体相互作用的动力学性质及蛋白构象变化。

    蛋白与膜特异性识别及其相互作用的调控机制。王俊峰研究团队在国内率先开展类生物膜体系nanodisc相关研究工作,建立和发展了结合液体核磁共振与nanodisc组装技术研究蛋白与膜相互作用的新方法:1)发现了钙离子通过调控T细胞抗原受体TCR的CD3亚基与质膜间的静电相互作用激活T细胞活性的新机制(Nature,2013,通讯作者)该工作不仅从结构生物学的角度阐释了TCR活化信号跨膜传导和放大的分子机制,填补了T细胞信号跨膜传导研究的空缺,完善了T细胞受体的磷酸化模型,更重要的是丰富了生物体内钙离子的生理功能。传统的观点认为钙离子的第二信使作用主要是通过结合钙调蛋白实现的,该项工作首次提出了钙离子可以通过调控生物膜与膜蛋白质之间的相互作用发挥生理功能。Nature Asian对该工作做了专题评论,并获得Faculty of 1000的三项“very good”推荐;2) 阐释内质网内钙离子信号传导过程中STIM蛋白构象变化的分子机理(Nature Communication, 2015,通讯作者);3)开发了一种用蓝光调控,可在细胞质与质膜之间穿梭的光遗传学工具—OptoPB,在纳米数量级成功地实现了对内质网和质膜接触位点间距的精确光控(Chemical Science,2017,通讯作者)。

    流感病毒氢离子通道的结构与功能研究。王俊峰长期从事与流感病毒相关的结构生物学与药物学基础研究工作,在国际上第一个成功的解析了M2蛋白的跨膜区结构,并深入研究了金刚烷的抗病毒机理以及药物与膜的相互作用。金刚烷是国际上第一个临床使用的抗流感药物,其治疗机理是通过抑制A型流感病毒上的氢离子通道蛋白M2起作用。2009年申请人又完成了B型流感氢离子通道蛋白BM2的结构解析工作(PDB 2KIX),该工作以article形式发表在Nature Structural and Molecular Biology杂志上(2009,第一作者),同期杂志上刊登了美国国家强磁场实验室核磁共振部主任Dr. Tim Cross的题为Flu BM2 Structure and Function的介绍文章 (News and Views), 指出申请人的工作是“第一个完整的质子通道蛋白的结构 (the first full-length proton channel to be structurally characterized)”。此外,申请人还发现了PISA 轮(PISA  Wheel)现象,并在此基础上发展出快速确定膜蛋白结构的方法,该技术是固体核磁共振技术的一项重大突破,在国际上引起很大反响。发表在Protein Science及Journal of Magnetic Resonance等领域专业期刊上的相关工作被他引500余次,并被21本教科书与专著介绍。

    成纤维细胞生长因子FGF21及FGFR受体相互作用机制。王俊峰带领他的研究团队近期完成的一项重要工作,成纤维细胞生长因子FGF21相关的结构生物学和生物制药研究。FGF21具有潜在的治疗II型糖尿病效果,能够有效降低胰岛素抵抗。应用核磁共振技术王俊峰团队解析了FGF21的溶液结构,阐明FGF21 与FGFR1c及辅因子β-klotho 的相互作用模式,基于获得的溶液结构成功设计了一种FGF21 突变体,其蛋白稳定性和降血糖生物活性均显著好于野生型蛋白,有望成为治疗二型糖尿病的新型药物。该成果已申请国际国内专利,并于近期完成成果转化。

    三、人才引进及强磁场海归高层次生命科学人才团队的建立

    作为磁共振生命科学部主任,王俊峰同志还承担了强磁场科学中心磁共振生命科学部的组建工作,先后从哈佛大学医学院引进刘青松、刘静、王文超、张欣、张钠、林文楚、任涛7位优秀青年科学家,帮助建立了5个独立课题组。在短短两三年时间里,核磁共振部从无到有,发展成为由8个课题组和3位海外特聘研究员组成的具有国际先进科研水平的研究单元。这支由哈佛大学集体引进的海归人才团队依托稳态强磁场实验装置的一流研究条件,开展多学科交叉研究,在蛋白质结构生物学,磁生物学,药物学等领域取得了一系列突破性进展,得到了学术界和新闻媒体的广泛关注。强磁场海归人才团队被称为“哈佛八剑客”,受到央视新闻联播,焦点访谈,人民日报等媒体专题报道,先后入选2017年度留学人员50人榜、2017年全球华侨华人新闻人物,2018年入选中国青年五四奖章集体和安徽五一劳动奖状。

 



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