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HU-BBS:武文强分享生物大分子结构动力学研究
发布时间:2021年12月17日 18:35    作者:

受暑假极端天气和新冠肺炎疫情的影响,暂停了4个月有余的HU-BBS按下“重启键”。12月16日,在生命科学学院B201学术报告厅,中原千人计划-中原青年拔尖人才、河南省高层次人才(C类)武文强博士应邀主谈《用单分子方法研究生物大分子结构动力学》。生命科学学院/省部共建作物逆境适应与改良国家重点实验室、基础医学院、数学与统计学院、化学化工学院、纳米材料工程研究中心等40余位多学科专家学者在线下会场深入交流。同时,采用线上腾讯会议面向校内外专家学者和硕博研究生同期直播。河南大学“黄河学者”魏建设教授应邀担任主持人。

报告伊始,武文强博士引用理查德·费曼的名言“如果你用一句话来描述我们拥有的最重要的科学知识,这句话应该是:所有物质都是原子组成”开启了他的单分子之旅。武博士表示,单分子具有两大优势:一是可以直接监测单个分子的构型分布、动态过程,而不是一个平均结果。二是高时间和空间分辨率,可以得到每个构象的停留时间,实时捕捉分子的动态变化,理解其分子机制。由于单分子技术的重大贡献,单分子相关研究成果两次结缘诺贝尔奖。

随后,武博士分享了BLM解旋酶与G4 DNA相互作用的研究及植物典型端粒G4的结构动力学。据了解,G-四链体(G4)是由富含鸟嘌呤的DNA或RNA折叠形成的高级结构。可形成G-四链体的序列广泛存在于从原核到真核的各种模式生物,涉及DNA复制、端粒维持、基因表达与调控等过程。为了探索BLM解旋酶与G4 DNA相互作用机理,武博士巧妙地证明了BLM在不同的结构环境(G4/ssDNA/dsDNA)下通过不同的方式(分步解旋和循环解旋)打开G4结构,且周围DNA环境对BLM的解旋具有调节作用。植物端粒重复序列d[GGG(TTTAGGG)3]能否折叠成植物端粒G4 (pTG4)结构?如果能,它的拓扑结构是什么?一价离子(如K+)如何与pTG4相互作用,在pTG4折叠/展开过程中的中间体是什么?如果存在pTG4结构,解旋酶能将其打开吗?围绕上述问题,武博士结合自己的研究成果娓娓道来。借助圆二色谱法和抗体特异识别实验,验证了pTG4序列可以很好地折叠成G4结构,并在NaCl中形成反平行结构,在KCl中折叠成平行和反平行两种混合结构。接着利用微量热泳动(MST)测量了G4折叠过程中的G4−K+相互作用,并通过单分子荧光共振能量转移检测到了G-hairpin和G-triplex等中间体,同时发现Mg2+在pTG4结构稳定中起重要作用。

武博士的报告内容丰富、讲述精彩,激发了与会专家学者们的强烈兴趣。远在加拿大的基础医学院季少平教授通过互联网与武博士进行了深入的探讨。作物国重实验室徐小冬教授、谢启光教授,生科院魏建设教授、王彦明教授,数学院王波教授、王绍利博士等就双链DNA能否形成G4,激光处理是否损伤植物样本,温度对FRET的影响,G4在植物中的分布情况,双稳态/多稳态数学模型等方面进行了热烈的讨论,现场学术气氛浓厚。

据了解,为促进复杂科学技术问题的多学科协同攻关,推动形成新的学科增长点和科技突破口,探索建立交叉科学研究范式、培养交叉科学人才和营造交叉科学文化,2020年11月,国家自然科学基金委员会成立了交叉科学部。国务院学位委员会、教育部于2020年12月发布了《关于设置“交叉学科”门类、“继承电路科学与工程”和“国家安全学”一级学科的通知》。为规范交叉学科门类下一级学科的设置与管理,推动交叉学科发展,国务院学位委员会又于2021年11月发布了《关于印发<交叉学科设置与管理办法(试行)>的通知》。HU-BBS创办以来,重在发挥我校综合性大学多学科基础研究综合优势,以跨学科高层次人才学术交流为载体,进一步激活人才资源,探索建立多学科交叉融合的新机制,契合了国家交叉科学发展的政策导向。主办方表示,HU-BBS将持之以恒、锲而不舍,坚持“增进学者友谊、促进学术创新、推进‘一流’建设”的宗旨,把校内外不同学科背景的高端专家学者汇聚在一起,通过广泛的学术交流,寻求交叉创新的契合点,拓展友好合作的新空间,努力把HU-BBS打造成为特色鲜明、享誉校内外的高质量学术交流品牌和高端人才联谊平台。

武文强,博士,副教授,硕士生导师,陕西省优秀博士学位论文获得者、中原千人计划-中原青年拔尖人才、河南省高层次人才(C类)、河南大学青年英才、河南省优秀硕士论文指导教师。2009-2017西北农林科技大学本博连读(创新实验班)。2017至今在河南大学生命科学学院/省部共建作物逆境适应与改良国家重点实验室工作。以第一或通讯作者(含共同)在Nucleic Acids Research、Journal of Biological Chemistry、Biochemistry等主流杂志发表SCI论文9篇(7篇为中科院TOP期刊),以合作者在PNAS、Nucleic Acids Research、Structure等杂志发表SCI论文多篇。主持国家自然基金面上项目1项,青年项目1项,河南省高等学校重点科研项目1项。主要从事单分子生物学、生物大分子结构动力学研究。


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