综述：先驱者：冷冻电镜结构生物学领域的学术生涯

Sen-Fang Sui在清华大学建立实验室，长期从事生物大分子三维结构研究，率先应用三维电子显微镜解析蛋白质结构，并在单粒子电子显微镜技术领域取得突破性成果，如2017年解析18MDa藻蓝蛋白复合体高分辨率结构，2023年实现细胞膜环境中复合体近原子级结构解析。

隋森芳

清华大学生命科学学院，中国北京

摘要

我于1989年在清华大学生物科学与生物技术系（该系于2009年更名为生命科学学院）建立了自己的独立实验室。自1991年以来，我在清华大学担任教授已逾三十年。我的实验室是中国最早将三维电子显微镜技术应用于生物大分子结构研究的实验室之一。20世纪90年代，我们的实验室主要研究蛋白质在脂质单层上的二维结晶及其通过电子显微镜进行的结构分析。到了90年代末，实验室逐渐转向使用单粒子电子显微镜技术进行结构研究。这一时期的一个代表性成果是阐明了DegP蛋白在溶液中以笼状寡聚体形式存在，在膜表面上则以碗状寡聚体形式存在的转变过程。随着冷冻电子显微镜分辨率的革命性提升，我们在2017年成功解析了18兆道尔顿的藻胆体的高分辨率结构——这是该巨大复合体自半个世纪前被发现以来的首个接近原子水平的模型。近年来，我们专注于原位高分辨率结构测定及相关方法开发。2023年，我们基于细胞层状结构解析出了藻胆体-光系统膜蛋白巨复合体的接近原子水平的原位结构。

个人简介

生平概述

从我最早的记忆起，中华人民共和国刚刚成立，国家正处于快速建设和发展阶段，急需大量工程技术人才。那时我就立志长大后成为一名工程师。我就读于历史悠久的北京第四高中。从中学开始，我就养成了高度条理化的学习方法，无论是学习还是时间管理，我都非常注重效率。

主要成就

我的团队主要利用冷冻电子显微镜（cryo-EM）结合其他生化、生物物理和细胞生物学方法，研究大型蛋白质复合体、大分子机器和膜蛋白的结构、功能及其作用机制，并探索膜运输的分子机制。以下是我团队取得的一些重要成果。

结构异质性的分析

许多生物大分子具有结构灵活性和构象多样性，这些特性对其功能至关重要。然而，也正是这些特性导致难以通过三维重建获得高分辨率结构。对不同构象的粒子进行分类并进行单独分析是提高重建分辨率的关键步骤。研究生物大分子在生物过程中的中间态结构对于深入理解其功能尤为重要。

作者贡献声明

隋森芳：负责撰写、审稿和编辑工作，以及概念框架的构建。

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。

致谢

我想衷心感谢多年来我的研究团队、合作者和同事们。他们的贡献和支持对这项工作至关重要。特别感谢孙珊博士在本文撰写过程中给予的帮助。本研究得到了国家自然科学基金（项目编号：32241030、32271245和32561143040）的支持。