著名華人學者Nature發表重要成果

　　炭疽芽孢桿菌感染會嚴重威脅人類和動物的生命。炭疽感染早期沒有明顯癥狀難以進行診斷，病情快速發展時機體往往已經積累了致死劑量的炭疽毒素。炭疽毒素是炭疽芽孢桿菌的主要毒力因子，由保護性抗原、致死因子和水腫因子組成。理解炭疽毒素的作用機制，對于治療炭疽感染是非常重要的。

　　加州大學的研究團隊利用冷凍電鏡技術，獲得了炭疽保護性抗原的關鍵結構，闡明了炭疽毒素進入細胞的機制。這項研究發表在三月十六日的Nature雜志上，文章的通訊作者是加州大學洛杉磯分校的周正洪（Z.Hong Zhou）教授。周正洪教授是著名的華人科學家，主要研究方向是利用冷凍電鏡技術對病毒和大分子復合物進行高分辨的結構和功能研究，曾在Science，Nature，PNAS等國際知名雜志發表多篇論文。

　　結構生物學曾經是X射線晶體學技術的天下，現在冷凍電鏡（cryo-EM）逐漸有了后來居上之勢。隨著硬件設備和軟件算法等方面的突破，冷凍電鏡受到了越來越多的關注。該技術的優勢在于不需要結晶，樣品用量很少，可以在短時間內同時獲得多個復合體狀態的三維結構。

　　炭疽保護性抗原所形成的前體孔結構（prepore），會通過胞內體酸化（endosomal acidification）轉變為跨膜的孔結構（pore）。致死因子和水腫因子從這個孔進入到細胞質中。之前人們在生化和電生理學研究的基礎上提出，保護性抗原的Φ-clamp通過布朗棘輪模型（Brownian ratchet）催化蛋白質轉運。

　　盡管后來科學家們獲得了保護性抗原的前體孔結構，但他們并不清楚保護性抗原感知低pH值、轉變為孔結構、轉運致死因子和水腫因子的具體機制。

　　加州大學的研究人員在冷凍電鏡的幫助下確定了保護性抗原的孔結構，分辨率達到2.9?。這一結構揭示了催化性的Φ-clamp和跨膜轉運通道，為布朗棘輪模型提供了支持。他們還通過結構比較，向人們展示了從前體孔結構到孔結構的構象改變，以及跨膜通道形成的具體過程。