直播预告！iCEM 2022之电子显微学技术在生命科学领域的应用专场篇

2022年7月26-29日，仪器信息网(www.instrument.com.cn) 与中国电子显微镜学会（www.china-em.cn）将联合主办“第八届电子显微学网络会议(iCEM 2022)”。

iCEM 2022将围绕当下电子显微学研究及应用热点，邀请业界知名电子显微学专家线上分享精彩报告。分设：电子显微学技术及应用进展、原位电子显微学技术及应用、电子显微学技术在先进材料中的应用、电镜实验操作技术及经验分享、电子显微学技术在材料领域应用、电子显微学技术在生命科学领域应用6个主题专场，诚邀业界人士报名参会。

主办单位

仪器信息网、中国电子显微镜学会

参会方式

本次会议免费参会，参会报名请点击会议官网：

https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/iCEM2022

或扫描二维码报名

以下为“电子显微学技术在生命科学领域的应用”专场预告

（注:最终日程以会议官网发布为准）

嘉宾简介及报告摘要

孙飞 中国科学院生物物理研究所 研究员

【个人简介】

孙飞，中国科学院生物物理研究所研究员、博士生导师，蛋白质科学研究平台生物成像中心主任、首席专家。兼任中国生物物理学会第十一届理事会常务理事、中国生物物理学会第十一届理事会青年工作委员会主任、中国生物物理学会冷冻电子显微学分会第二届理事会副理事长、北京电镜学会第七届理事会副理事长、中国电子显微镜学会第十届理事会理事；《生物化学与生物物理进展》第七届编委会副主编、INTERNATIONAL UNION OF CRYSTALLOGRAPHY（IUCrJ）的CryoEM学部Co-editors。主要开展以冷冻电子显微术为主的结构生物学和生物成像技术研究，在国内率先完成了国际一流的生物成像中心设施建设，建成了冷冻电镜三维重构、高分辨率冷冻电镜以及生物样品冷冻制备等一整套完备的生物电镜前沿技术系统，与相关研究单位合作在国内率先开展与发展了生物电镜图像处理技术。迄今为止已在包括Cell，Science, Cell Research，Nature Communications，PNAS等国际重要学术刊物上发表研究性论文110篇，申请专利20项，其中已授权8项。2008年获全国优秀博士论文奖，并荣获第八届“中央国家机关优秀青年”称号；2009年获“贝时璋青年生物物理学家奖”；2012年所带团队荣获中央国家机关“青年文明号”称号；2017年因“开发冷冻电镜方法和应用以及推广冷冻电镜技术上所做的贡献”，荣获中国生物物理学会冷电电子显微镜分会颁发的“杰出贡献奖”；2019年国家杰出青年基金获得者。

报告题目：冷冻电镜样品制备技术

【摘要】 冷冻电镜单颗粒技术已经成为生物大分子高分辨率结构研究的重要技术手段，然后存在很多课题由于在冷冻样品制备过程中遇到的样品变性、解聚、分布不均匀和取向优势等问题导致不能顺利解析出高分辨率结构，这些问题很多情况是由于传统冷冻制样过程中出现的气液界面所导致的，发展新类型的冷冻电镜支持载网是解决该瓶颈问题的有效方案之一，本次报告将介绍这方面的研究进展，并重点汇报我们近些年来在这方面的创新成果，如非晶镍钛合金网、疏水蛋白支持膜载网等。

廖茂富 Harvard Medical School (哈佛医学院) Associate Professor)

【个人简介】

廖茂富，1999年本科毕业于清华大学生物系，2006年获美国纽约爱因斯坦医学院细胞生物系博士学位，之后在旧金山加州大学从事博士后工作。2013年解析了TRPV1的电镜结构，是单颗粒冷冻电镜技术产生的第一个高分辨膜蛋白结构。2014年于哈佛医学院细胞生物学系任助理教授，2018年任副教授。研究工作集中在发展单颗粒电镜的应用方法学，以及结合生物电镜和其他方法来深入研究与人类健康和疾病相关的生物大分子（复合体）的结构和功能。在一系列科研领域取得了突破性进展，包括ABC transporters, DGAT1, ATP synthase, mitochondrial calcium uniporter, NKCC1, ERAD complex，Seipin等等。

报告题目：“Coevolution” of cryo-EM method and mechanistic study of ABC transporters

【摘要】Present in all kingdoms of life, ABC (ATP-binding cassette) transporters harness the energy of ATP binding and hydrolysis to translocate a multitude of chemically diverse substrates across cellular membranes. Despite decades of studies and many available structures, the molecular mechanisms of most ABC transporters are still poorly defined. The ongoing revolution of cryo-EM has enabled novel approaches for obtaining deep insights into these highly dynamic membrane protein machines. Through our cryo-EM studies of several ABC transporters that perform different functions, we have uncovered how distinct tasks of substrate translocation are accomplished by the unique actions of these transporters. Importantly, our own research experience in the past decade is an excellent demonstration of how single-particle cryo-EM methodology and the mechanistic study of ABC transporters stimulate each other’s development, thus emphasizing the extremely versatile nature and yet-to-be-realized potential of cryo-EM in biological research.

胡迎春 北京大学 高级工程师

【个人简介】

胡迎春博士，2010年获得北京大学细胞生物学专业博士学位，现为北京大学生命科学学院公共仪器中心高级工程师。负责透射电镜运行管理、实验设计、技术拓展及教学等工作。在免疫电镜领域，技术全面，经验丰富，为课题组的研究提供了高水平的技术支撑服务，提供的电镜数据已参与发表在Nat Med., Nat Cell Biol., J Cell Biol., Curr Biol., Plant Cell, Nat Plants等重要学术期刊上。拥有三项国家专利。主持北京大学“仪器创制与关键技术研发”项目一项。先后荣获，全国电镜学术年会优秀会议论文奖，“中镜科仪杯”第一届超薄切片大赛指导教师奖及北京大学实验技术成果奖，RMC电子显微镜摄影大赛一等奖等。担任中国电子显微镜学会理事会理事及中国电子显微镜学会农林专业委员会委员。

报告题目：免疫电镜在生命科学研究中的应用——如何做好免疫电镜

【摘要】 免疫电镜技术是原位研究抗原定位的金标准，也是研究生命现象背后分子机制的重要技术手段。本次讲座将介绍免疫电镜在具体科研案例中的应用情况。此外，由于生物样品的多样性及不同抗原特性的千差万别，免疫电镜样品的制备相比常规制样而言实验变量多，实验条件和标记步骤复杂、繁琐，要获取一个漂亮的免疫电镜结果并非易事。讲座中胡老师还将根据自己从事免疫电镜实验的经历，分享做好免疫电镜的诀窍。

杨琳 中国科学院遗传与发育生物学研究所 高级工程师

【个人简介】

杨琳博士，中国科学院遗传与发育生物学研究所高级工程师。2004年获北京大学医学部细胞生物学博士学位。有坚实的形态学理论基础，掌握多种光镜与电镜技术。负责分子发育生物学国家重点实验室组织病理与透射电镜平台运行管理、实验设计、技术指导与培训等工作。首次建立国内整装血小板TEM技术，为有关罕见病的临床诊断和基础研究提供关键技术手段；入选2015年度中国科学院关键技术人才；参与完成多项国家自然基金重点项目和重大研究计划；支撑发表50余篇国际主流期刊论文。

报告题目：常规透射电镜技术在遗传发育生物学研究中的应用——从样品制备到观察分析的那些事

【摘要】生命个体无论生理或病理状态，其功能与结构都是相适应的，有什么样的功能一定有什么样的形态结构做基础。冷冻电镜技术在结构生物学领域大显身手；先进的三维体电子显微技术正迅速发展。经典的常规电镜技术，不仅是细胞生物学研究的重要技术手段，而且是新技术应用能够快速做好的前提。报告将通过常规透射电镜技术在遗传发育生物学研究中应用的具体实例，简要分析不同特性生物样品制备中的方案设计要点，介绍电镜观察中的常见问题及原因分析，辨别真伪、捕捉关键信息，为科研提供有意义的线索。

韩玉刚 中国科学院生物物理研究所 研究员

【个人简介】

韩玉刚研究员，现任中国科学院生物物理研究所蛋白质科学研究平台主任，全国专业标准化技术委员会委员、科研设施仪器组副组长，中国电镜学会理事，科技部大型仪器设备建设与开放共享首席专家，面向2035年国家创新平台布局及条件建设战略研究专家。目前，正在承担科技部《重大科研基础设施和大型科研仪器设备发展研究》课题和《面向2035年国家创新平台布局及条件建设专题战略研究》任务。

刘铮 南方科技大学冷冻电镜中心 教授

【个人简介】

南方科技大学冷冻电镜中心教授，中国电子显微学会常务理事、中国生物物理学会冷冻电镜分会理事、中华医学会心血管病学分会基础研究学组委员。

报告题目：Biparatopic antibody BA7208/7125 effectively neutralizes SARS-CoV-2 variants including Omicron BA.1-BA.5

【摘要】 The emergence of SARS-CoV-2 variants impaired the efficacy of neutralizing antibodies and underscored the urgent need for next-generation mAb therapeutics that broadly neutralizes current and future variants. Here through a combined sequential immunization and sequential screening strategy we identified four broadly neutralizing antibodies (BA7054, BA7208, BA7134 and BA7125), and the most potent mAb, BA7208, showed high neutralization potency against Omicron BA.1-BA.5 pseudovirus with IC50 of 1.24-5.52 ng/mL. Biparatopic antibody BA7208/7125 combining BA7208 and BA7125 broadly neutralize all 15 tested currently circulating SARS-CoV-2 variants overcoming SARS-CoV-2 Omicron antigenic shift. Prophylactic and therapeutic application of BA7208 and BA7208/7125 protected K18-hACE2 transgenic mice from Omicron variants infection via multiple administration routes, including intraperitoneal, intranasal and aerosol inhalation. Cryo-electron microscopy structure of antibodies in complex with Delta and Omicron spike trimer indicated that these broad-spectrum antibodies had minimal interactions with mutational residues in RBD in current variants. The novel biparatopic antibody BA7208/7125 with outstanding mutation resistance profile is a strong candidate for the treatment and prevention of infection by SARS-CoV-2, and other future variants.

宋敬东 中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所 研究员

【个人简介】

宋敬东博士、研究员、硕士生导师，就职于中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所。中国疾病预防控制中心“优才计划”核心人才、2017年国家卫计委优秀共产党员。主要从事病毒形态学、病毒结构生物学及病毒电镜快速检测技术等研究。曾多次参与我国重大疫情病原体鉴定工作，如安徽阜阳手足口病、发热伴血小板减少综合征疫情、H7N9流感病毒疫情、H7N4流感病毒疫情、输入性寨卡病毒疫情、黄热病毒疫情、立夫特山谷热病毒疫情、中国公民在圭亚那感染组织荚胞浆菌疫情、新冠疫情等。2020年初，率先完成新冠病毒形态鉴定。2008年参与四川汶川大地震抗震救灾防疫工作，2015年2月-4月及2016年12月-2017年6月，两次赴西非塞拉里昂参与援非抗疫工作。作为埃博拉病毒检测核心队员及中方领队、中塞联合实验室主任在塞拉利昂中塞友好生物安全实验室从事埃博拉病毒检测、防控及援助塞拉利昂公共卫生建设工作。至今以第一作者、通讯作者发表中、英文论文25篇，参与发表论文60余篇，出版专著1部，获得国家授权专利3项。

报告题目：病毒形态鉴定中的假象

【摘要】 基于透射电子显微镜的负染技术技术和超薄切片技术是病毒形态鉴定的重要技术，此两项技术在多种重要致病病毒的发现、鉴定及生物恐怖事件的病原检测中发挥过至关重要的作用。但由于病毒及其微小、有时其形态特征不显著，加之样本中或细胞结构中有多种类似病毒的结构，故对病毒的形态鉴定产生影响，本报告简要介绍病毒形态鉴定中常见易与病毒形态混淆的结构及鉴别。

丁玮 中国科学院物理研究所 副主任工程师

【个人简介】

负责X射线晶体学和冷冻电子显微学的数据分析。

报告题目：从照片到结构: 单颗粒数据处理的基本流程

【摘要】 讲述单颗粒分析在生物大分子结构解析的应用案例。

李硕果 中国科学院生物物理研究所 高级工程师

【个人简介】

李硕果，中国科学院生物物理研究所蛋白质科学研究平台生物成像中心高级工程师、高级技术主管，主要从事新型生物显微成像技术的开发和应用研究。近年来在结构光照明超分辨荧光显微成像技术和冷冻光电关联显微成像技术的方法学研究与应用方面取得系列研究成果，以项目负责人身份承担国家自然科学基金青年科学基金项目一项、中国科学院仪器功能开发创新研制项目两项，参与多项国家重点研发计划、中科院先导专项等，已发表研究成果性论文5篇；获授权发明专利2项（含1项美国发明专利）。

报告题目：细胞样品的冷冻聚焦离子束减薄技术及应用

【摘要】 聚焦离子束(Focused ion beam, FIB)技术利用高强度离子束(通常是镓离子)对材料进行纳米加工，已广泛应用于材料科学领域，其原理是高速离子束与样品表面原子进行碰撞达到切割的效果。近年来，利用冷冻聚焦离子束减薄技术(Cryo-FIB)制备生物样品冷冻含水切片，并结合冷冻电子断层成像技术（cryo-Electron Tomography ，cryo-ET），对冷冻固定在近生理状态下的生物样品进行冷冻透射电镜低剂量模式系列倾转成像，解析胞内亚细胞结构乃至生物大分子复合体的高分辨率三维结构，在原位对生物大分子的结构进行解析，进而阐明其发挥功能的分子机制，已经成为原位结构生物学研究的技术前沿和研究热点。

毛有东 北京大学 教授

【个人简介】

毛有东博士现任物理学院和定量生物学中心终身正教授，北大清华联合生命科学中心PI，北大未来技术学院国家生物医学成像科学中心兼职教授，博士生导师。2021年获国家杰出青年科学基金支持。他的实验室主要从事软凝聚态和生物物理的前沿交叉研究，致力于发展四维冷冻电子显微镜方法学 ，研究软物质动力学和非平衡统计物理生物学，及其在分子医学中的重大应用。近期主要研究方向包括:（1）系统发展基于机器学习的蛋白质动力学重建和预测新方法，重点开发时间分辨冷冻电镜动力学重建方法，研究UPS蛋白质降解动态调控机制，研究UPS调控人类细胞中关键分子过程的结构、动力学和功能关系；（2）研究新型人工智能和动力学辅助药物发现和疫苗免疫原设计方法，集成超高分辨冷冻电镜方法，研发靶向UPS的新型化合物；（3）面向重大疾病和医疗健康需求，以调控UPS核心组分为主要干预手段，研发新型靶向分子胶技术和多特异性靶向降解疗法，为攻克神经退行疾病、癌症肿瘤和心脑血管疾病等提供临床候选原创新药分子。已在国际学术期刊发表通讯和第一作者研究论文近40篇，作为通讯作者发表在Nature（4篇）、Science（1篇）、Molecular Cell（1篇）、Nature Struct & Mol Biol（1篇）、Nature Communications（1篇）、PNAS（2篇）、JACS（1）和Angew Chem（ 1篇）等。

报告题目：AI-enhanced time-resolved cryo-EM for visualizing atomic dynamics of macromolecular machines

【摘要】 The cellular functions are executed by biological macromolecular complexes in nonequilibrium dynamic processes, which exhibit a vast diversity of conformational states. Solving conforma-tional continuum of important biomolecular complexes at atomic level is essential to understand their functional mechanisms and to guide structure-based drug discovery. In this talk, I will discuss on our recent development of a deep manifold learning framework, named AlphaCryo4D, which enables atomic-level cryogenic electron microscopy (cryo-EM) reconstructions that approximately visualize conformational space of biomolecular complexes of interest. AlphaCryo4D integrates 3D deep residual learning with manifold embedding of pseudo-energy landscapes, which simultaneously improves 3D classification accuracy and reconstruction resolution via an energy-based particle-voting algo-rithm. By applications of this approach to analyze several simulated and experimental datasets, we demonstrate its generality in breaking resolution barrier of visualizing dynamic components of functional complexes, in choreographing continuous inter-subunit motions and in exploring their hidden conformational space inaccessible to conventional methods. Integration of our machine-learning approach with time-resolved cryo-EM further allows visualization of conforma-tional continuum in nonequilibrium regime at atomic level, thus paving the way for therapeutic discovery against highly dynamic biomolecular targets.

李许静 中国科学院生物物理所 工程师

【个人简介】

李许静，2016年在北京科技大学获得工学博士学位，2016年-2018年在中国科学院物理研究所从事博士后研究工作，2018年至今在中国科学院生物物理所蛋白质科学研究平台生物成像中心担任工程师，主要负责冷冻电镜高通量自动化数据收集和探究适用于生物样品的新型的电子显微成像技术。

报告题目：积分相位衬度成像（iDPC_STEM）技术在生物样品中的应用

【摘要】 扫描透射电子显微镜(STEM)是一种功能强大的成像技术，在材料科学研究中得到了广泛的应用。将STEM应用于生物研究的尝试已经进行了几十年，但由于存在剂量限制和非线性方面的瓶颈，应用仍然受到限制。近年来，积分差分相位衬度(iDPC-STEM)技术应运而生，实现了线性相位衬度成像条件，即使在低电子剂量下也能分辨轻元素和重元素，这使得对光束敏感材料的成功研究成为可能。目前这一技术在材料领域已经实现了对O/N等轻元素直接成像，以及在低剂量下对电子束敏感的金属有机骨架实现原子分辨的成像。我们研究了iDPC-STEM在生物学方面的优势，特别是在常温树脂包埋以及冷冻聚焦离子束减薄的细胞/组织样品中，通过与常规TEM的比较，我们发现iDPC-STEM不仅显示了更好的对比度，而且在低电子剂量条件下可以在分子水平上展示更多的结构细节。这表明，iDPC-STEM在生物学研究中具有广阔的应用前景，为精确解析生物体的三维结构提供了更多的可能性。

张滢 捷欧路（北京）科贸有限公司 应用工程师

【个人简介】

张滢，日本电子冷冻电镜应用工程师。2018年博士毕业于美国Oregon Health and Science University,主要研究方向为基于超高分辨成像技术的结构生物学研究，曾从事超高分辨荧光显微镜、冷冻电镜以及光电联用等方法学研究，相关成果发表在Nature Communications, European Journal of Cell Biology, PLoS One等杂志上。目前负责日本电子冷冻电镜在生命科学等方向上的应用支持。

报告题目：日本电子冷冻电镜在生命科学领域的应用

【摘要】 日本电子冷冻电镜CRYO ARM基于“快速、易于操作、获得高对比度和高分辨率图像”的理念而开发。第二代CRYO ARM可进行高质量数据的快速采集、操作简便。其主要特点包括：通过最佳电子束控制实现高速成像，独特的科勒照明模式允许均匀电子束照射到样品的特定位置；配备了新型冷场发射枪(cold FEG)、柱内 Omega 能量过滤器；提高了高质量图像采集的硬件稳定性和采集速率。

肖丽国(徕卡显微系统（上海）贸易有限公司 应用主管

【个人简介】

肖丽国，徕卡应用主管，毕业于中山大学。目前在徕卡显微系统负责常温/冷冻电镜制样以及CLEM光电联用产品的技术支持和管理。在常温、冷冻电镜制样和成像方面拥有丰富经验。

报告题目：徕卡生命科学电镜制样以及光电联用技术介绍

【摘要】徕卡可以为生命科学研究提供丰富的常温以及冷冻电镜制样方案，包括常温低温超薄切片，高压冷冻，真空镀膜，临界干燥，真空冷冻传输等技术。徕卡更是在光学的技术上开发了常温与冷冻光电联用技术路线，可更好地为电镜客户提供荧光定位筛选以大大提高目标选样效率以及实验成功率。

刘雨诗 赛默飞世尔科技 业务拓展经理

【个人简介】

刘雨诗，赛默飞生命科学电镜业务拓展部经理。博士课题集中在逆境植物表皮物功能研究，博士后阶段聚焦于无细胞合成体系及生物水凝胶催化的交叉学科课题。期间以独立一作或二作在ACS Catalysis, Nucleic Acids Research, Frontiers in Plant Science等杂志发表论文多篇，已授权国家发明专利两项。

报告题目：生命科学Cryo-Tomography的整体解决方案

【摘要】 生命科学领域的发展，离不开对组织-细胞-蛋白结构的微观观测。 在大尺度样品观测上，需要用到冷冻电子断层成像技术（Cryo-Tomography），这项技术可以在近生理状态下对组织细胞的分子机制进行高分辨成像，从而研究样本的原位结构和功能。 本次报告中，您将会了解到什么是Cryo-Tomography技术，以及此项技术在生命科学领域的整体解决方案及最前沿应用。