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李雪明

 

        我研究的领域是冷冻电子显微学及生物大分子三维重构,侧重于相关的方法和技术研究。原子是构成物质的最基本元素,通过不同的排列,仅仅一百多种原子就构成了人类自己和周围千变万化的物质世界。从几千年前开始,人们抱着对世界的好奇心,就开始试图探索组成世界的最小单位是什么。从最初只有一个镜片的简单放大镜,到复杂的光学显微镜,人类对自然界的观察越来越精细。随着采用电子束作为光源的电子显微镜的发明,人类对微观世界的观察能力达到了原子水平。在原子尺度上,我们看到各种不同的原子以一种非常有序的方式规则排列,形成了雪花、金属和五彩斑斓的宝石,我们还看到了原子按照更加复杂的方式排列,形成了具有不同功能的生物大分子机器和遗传物质,并最终造就了生命的奇迹。如此纷繁复杂的物质世界最终却归于一百多种原子的排列组合,这其中蕴藏的奥秘,是如此的神奇,令满怀好奇的人们虽献身终生却难窥其一斑。

 

        冷冻电子显微学是电子显微学中专注于生物结构的一个分支,力图揭示组成生物体的蛋白、遗传物质、细胞乃至整个生命体的结构与功能的内在关系。我对电子显微镜的认识始于大学时期的一次偶然邂逅,从最初对电镜外表复杂结构的好奇,到对内在原理的深入探究,再到后来立志解决电镜观察生物体原子结构分辨率不足的种种挑战,冷冻电子显微学已经成为我终生的事业。在几年前,我通过研究一款新型相机和相应的图像修正技术,首次成功地实现了对中小尺寸生物大分子原子结构的观察。这项技术的出现,还直接诱发了冷冻电镜在生物学领域的一场“分辨率革命”,使结构生物学家们得以清晰观察到他们所期盼已久的大分子机器的内部结构。这些技术上的革新和不同学科间思想上的交叉碰撞,正是推动冷冻电子显微学一步步深入生命结构细微之处的原动力,也是吸引我的魅力所在。我一直期待未来能够通过发展新的方法和技术,使人们能更容易更直接地观察生命体的原子结构,从原子的排列中探索出生命的奥秘,来治愈疾病,使人类的生命奇迹更加辉煌。

 

        李雪明,1979年出生,2002年和2005年分别于北京科技大学获材料物理专业学士和硕士学位,2009年于中国科学院物理研究所获凝聚态物理专业博士学位。2009年赴美国加州大学旧金山分校从事博士后研究。2014年归国,加入清华大学生命科学学院和清华北大生命科学联合中心,任研究员,博士生导师。入选2014年度 “青年千人”计划。

 

        李雪明长期从事(冷冻)电子显微学相关研究,侧重于方法和技术方面,主要研究目标是提高冷冻电镜解析生物结构的分辨率。在过去的研究工作中,他取得了非常重要的成果,在Nature,Nature Methods和JSB等国际顶尖刊物和领域内顶级刊物上发表了多篇研究论文。他关于电子计数相机和电子显微像漂移纠正的突破性工作,将冷冻电镜对中小分子复合物的结构解析能力从纳米级提高到了近原子分辨率级别,从而革命性地改变了冷冻电子显微学的应用前景,使冷冻电子显微学成为目前结构生物学中最热门的领域之一。这一工作也直接促成了一系列重要蛋白复合物结构的解析。李雪明同时致力于开发大通量自动化冷冻电子显微图像采集和处理技术,及基于通用图形处理器(GPGPU)的并行计算研究。目前开发的多个方法和软件包已被国际上的众多电镜实验室所采用。

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