主办单位：
北航医工交叉创新研究院
承办单位：
北京市大数据精准医疗高精尖创新中心（北航）
科普活动安排：
时间：2020年10月23日（周五）10:30-11:30
地点：线上：腾讯会议 624 978 489
线下： 新主楼第八会议室（注意佩戴口罩以及手部消毒）
报名二维码如下：因疫情期间人数要求，线下名额有限，按报名顺序进行安排
演讲内容摘要：
2020年新冠大流行肆虐全球，而新冠病毒一度是个“看不见的敌人”。看不见便缺少恐惧。在重灾区，常看见民众，甚至政府在防疫措施的实施上严重迟缓。在全球多次反抗疫的游行中，不少民众举着“新冠是个骗局”的牌子，为病毒传播推波助澜。我们使用冷冻电子显微镜采集了新冠病毒超过100TB的断层图像（目前新冠病毒最大的冷冻电镜断层图像数据集），并从中筛选出2294颗病毒的三维图像。从这些数据中，我们从内到外的解析出新冠病毒的完整结构，并重构出一颗具有代表性的完整病毒三维结构，分辨率最高达7.8Å。原位解析出的刺突蛋白的天然构像和分布，对疫苗研制及抗病毒药物研发具有重要科学意义。我们还开创性地揭示了新冠病毒核糖核蛋白复合物的天然结构及其分子组装机制，为病毒如何在80纳米直径体腔内收纳长达30Kb RNA的几何谜题提供解释。研究结果在CELL杂志公布以来，在全球引发巨大反响。该结构已在电子显微镜数据库公开，对疫苗及抗体研发、疫情防控宣传、科普教育、分子动力学模拟等具有重要作用。
扩展摘要及成果：
清华大学李赛课题组利用冷冻电镜断层成像和子断层平均重构技术成功解析了新冠病毒全病毒三维结构，这一重要研究成果于2020年9月14日以 “Molecular architecture of the SARS-CoV-2 virus”为题在权威期刊《细胞》上发表。
这项研究首次解析了新冠病毒全病毒的高分辨率分子结构，使世界对新冠病毒的认识更近一步，为抗击疫情、治疗新冠肺炎打下坚实全面的结构基础。在这项研究中，浙江大学李兰娟团队提供了灭活的新冠病毒培养液，清华团队提纯浓缩病毒后，使用实验室开发的高通量、高分辨冷冻电镜断层成像技术（cryo-ET），采集了100TB数据，并重构出一颗具有代表性的完整的病毒三维结构。统计结果表明，新冠病毒囊膜平均直径约80纳米，表面约有30个刺突蛋白，内部约有30个核糖核蛋白复合物。
原位状态下深度分析刺突蛋白结构
新冠病毒的“皇冠”特征，来源于它表面的刺突蛋白，凸起于病毒表面，是其侵入人体细胞的“钥匙”，目前大多数疫苗和抗体的研发均聚焦于该蛋白。
该研究通过从病毒表面挑选5.5万个刺突蛋白，解析出处于融合前状态及融合后状态的三种不同构象的结构。结果表明，刺突蛋白在病毒表面呈随机分布，且可自由摆动，类似于古代武器“链锤”，这种灵活的特性有利于“钥匙”及时调整方向，同细胞上更多的“锁”（受体）结合而增加侵染细胞几率。刺突蛋白也很脆弱，灭活和提纯方式不当可能导致其部分、甚至完全脱落，产生不正常的“秃”病毒。
开创性揭示核糖核蛋白复合物天然结构
新冠病毒的所有遗传信息都编码在其核糖核酸（RNA）上。病毒想要“繁衍”下一代，就必须保护好这根“生命之源”。冠状病毒的RNA是所有已知RNA病毒中最长的，其直线长度可达自身直径的100倍。如何把这根核酸“长绳”完整有序地缠绕进仅有数十纳米直径的体内，是所有病毒都要费劲儿解决的几何难题。这个重任主要落在核蛋白上，它像线轴一样收纳RNA，将其有序缠绕，并组装成称为核糖核蛋白复合物（RNP）的高级结构，才能将RNA完整塞进体内。在病毒发生膜融合及去组装后，它又能有条不紊的释放RNA。这个包装方法及过程，不仅对于新冠病毒是个未解之谜，甚至在所有正义单链RNA病毒中也是几何谜题。
李赛课题组对病毒内近20000颗RNP进行了挑选和分析，开创性地展示了病毒腔内核糖核蛋白复合物结构及组装机制。该复合物像串珠一样将RNA组织在一起，并在病毒体内呈现六聚“鸟巢”型和正四面体“金字塔”型两种局部排列，有序地收纳了RNA这根“长绳”，还增加了病毒在复杂环境中经受物理挑战的能力。这是世界范围内首次“看清”正义单链RNA病毒的内部结构。
学界及社会反馈
这一真实的病毒三维图像让“看不见的敌人”清晰地展现在世人面前，首次让世界看到新冠病毒全病毒结构。这一成果对疫苗及抗体研发、疫情防控宣传、科普教育等均有重要意义。成果公开以来，被国内多家主要媒体报道，截止9月16日，阅读量近9000万，一度排名当日微博热搜前十名。并受到包括纽约时报、BBC、ScienceNews、CellPress细胞出版社新闻部在内的众多国外媒体及记者咨询，希望获得关于该全病毒结构的更多信息。
李赛课题组
李赛十多年如一日坚持在囊膜病毒研究领域，并深耕于冷冻电镜断层成像技术的开发，是国内难得的既熟悉囊膜病毒，又拥有先进冷冻电镜断层成像技术的青年科学家。疫情攻关期间，他亲自带学生做实验、解结构，并推进项目在三个月完成。
