Recent advances in molecular imaging of synapses

生物医学前沿系列讲座

2025年10月29日，美国科学院院士Axel Brunger教授应清华大学基础医学院饶子和院士邀请做客本年度第12期生物医学前沿系列讲座（Frontier of Biomedical Seminar），进行了题为“Recent advances in molecular imaging of synapses”的学术报告。本期报告由饶子和院士主持。

饶子和院士主持报告

饶子和院士对Axel Brunger教授的莅临致以热烈的欢迎。Brunger教授现任斯坦福大学分子与细胞生理学教授、霍华德·休斯医学研究所研究员，其研究团队致力于神经传递与膜融合的分子机制和结构生物学的计算方法研究。Brunger教授是蛋白质结构修正方法的先驱之一，其开发X-PLOR和CNS晶体学与核磁共振系统程序软件涵盖重原子搜索、实验相位确定、电子密度修正、基于最大似然目标函数的晶体学精修，以及利用NOE效应、J耦合、化学位移和偶极耦合数据进行核磁共振（NMR）结构计算，为生物大分子结构测定的算法提供了重要基础，受到广泛的应用和好评。团队成果十余次被选为封面论文，包括The EMBO Journal（2019），Nature（2017），Journal of Biochemistry（2008、2013），Nature Structural Biology（1995、1998）等。

在报告中，Brunger教授介绍了神经突触的分子成像前沿研究进展。前期研究中，团队采用冷冻电子断层扫描和单颗粒三维重构技术对神经突触小泡亚细胞器进行了表征，获得了关键蛋白Synaptophysin及复合物的高分辨结构，同时获取其拓扑分布特征，提出了神经递质的有效存储和释放的作用机制，为深入研究亚细胞结构和功能调控提供了新的思路和方法。

Axel Brunger院士做报告

为进一步加强学术交流，在Brunger教授演讲报告后特别组织了茶歇学术交流会，Brunger教授与大家就冷冻电子断层技术、单颗粒三维重构技术等问题进行了深入交流。同行研究人员、博士后研究人员、在读博士生和本科生共计六十余人参加了活动。这场“零距离的交流”不仅拓宽了学院师生的学术视野，更激发了新的研究思路和灵感。此外，清华大学医学院娄智勇教授、向烨教授、北京大学郭强教授、四川大学赖颖教授、清华大学医学院博士生刘奕潇、林钰奇、梁胜剑、叶思含、刘祎君等与Brunger教授分别进行了“一对一”座谈，进一步与大师“亲密”接触互动交流。饶子和院士称赞其报告是结构生物学领域的“移动的里程碑”。

本次FBM论坛形式多元、内容前沿，受到参与师生的一致好评。Brunger教授一行亦对论坛温馨高效的组织风格表示赞赏，并期待与更多中国伙伴再续合作新篇。

学生感想

Axel Brunger教授关于“突触分子成像最新进展”的学术讲座让我对突触实现信号转导的分子机制有了更深入的了解。其团队长期致力于利用冷冻电镜断层扫描技术和X射线晶体衍射技术等结构生物学手段，解析了一系列突触相关的结构，包括SNARE复合物，ATPase NSF，Sec17，AMPA等多个重要的蛋白复合物，从分子层面上直观解释了突触小泡如何利用受体以及其他蛋白，实现与突触的融合。Brunger教授聚焦于突触分子机制的研究，四十年如一日，其创新性与对科学研究的执着态度令我十分敬佩。我深刻意识到，应当加注重先进技术手段的更新与最新理论知识的学习，聚焦并深耕于自己的领域，争取走在国际科学前沿。

这场讲座让我期待已久，Brunger教授的名字在结构生物学领域如雷贯耳，他们最近的研究正在促进结构生物学从静态观察走向动态机制解析。Brunger教授团队最近的工作是通过冷冻电镜断层扫描实现突触囊泡的纳米级定位，并巧妙结合基因编辑，不仅结束了“纳米柱”模型等长期争议，更直接捕捉到蛋白质机器在神经递质释放中的精妙协作。最启发我的是他们“技术驱动理论突破”的研究思路--用原位结构生物学方法，在近生理状态下看到了突触后致密区存在的结构化网络。