国家“杰出青年基金”获得者 “长江学者奖励计划” 青年学者 2017第一届中国冷冻电镜杰出贡献奖 中国科学院生物物理研究所,生物大分子重点实验室,研究组长 中国科学院蛋白质科学研究平台生物成像中心首席科学家(兼主任)
课题组网站:http://www.ibp.cas.cn/feilab
蛋白质科学研究平台生物成像中心网站:http://ibp.cas.cn/cbi
1997.08 - 2001.07 南京大学基础教学强化部,获理学学士学位
2001.08 - 2006.07 清华大学医学院,获生物物理学博士学位
2006.07 - 至今 中国科学院生物物理研究所,研究员;研究组组长;蛋白质科学研究平台生物成像中心首席科学家(兼主任)。
2015.09 - 至今 中国科学院大学生命科学学院 教授
2008 全国优秀博士论文奖
2008 第八届"中央国家机关优秀青年"
2009 贝时璋青年生物物理学家奖
2012 所带团队荣获中央国家机关"青年文明号"称号
2017 中国生物物理学会冷电电子显微镜分会 "杰出贡献奖"
2018 教育部"长江学者奖励计划"青年学者
2020 国家杰出青年基金
2021 北京市科学技术进步奖一等奖
2022 中国科学院朱李月华优秀教师奖
2018 - 至今 中国生物物理学会理事会常务理事
2018 - 至今 中国生物物理学会冷冻电子显微学分会理事会副理事长
2014 - 至今 Biophysics Reports 副主编
2018 - 至今 Intemnational Union of Crystallography(lUCr)CryOEM分部编委
2021 - 至今 《生物物理与生物化学进展》副主编
本研究组的主要研究兴趣是生物大分子复合体(如膜蛋白、超分子蛋白复合体)的结构与功能。我们的研究目标是综合多种结构生物学研究手段(以冷冻电镜技术和蛋白质晶体学技术为主)并发展新的结构研究技术方法,在多空间尺度上(从纳观到介观)、多时间尺度上(从静态到动态)、多层次上(体外和体内),来研究生物系统的高分辨率构造。我们以开展前沿科学研究为核心任务,同时注重培养高素质的人才。在未来的五年内,我们研究组的研究重点包括了四个方面:原位结构生物学技术和应用,超快冷冻电镜技术和应用,三维构造生物学技术和应用,膜蛋白的结构研究和定向改造。
1. 原位结构生物学技术和应用
经过30多年发展,尤其是近年的技术突破,冷冻电子显微术特别是单颗粒技术已成为结构生物学的主要手段之一。而蛋白质机器的原位结构解析是结构生物学的下一个突破点,特别是发展高分辨冷冻电子断层三维重构技术。然而,由于制样困难、原始数据完整度及信噪比低、图像解析复杂等,目前绝大部分蛋白质机器原位结构解析的分辨率还停留在20 埃左右。我们的研究兴趣是着重发展原位结构解析的完整技术平台,完善和优化原位结构解析流程中的冷冻离子减薄制样技术、倾转序列数据采集方法、电子断层三维重构新算法以及高通量高精度的蛋白质机器三维定位、对位和聚类分析算法。利用此技术平台,我们将解析一系列重要蛋白质复合体的原位高分辨率结构。
2. 超快冷冻电镜技术和应用
目前限制冷冻电镜分辨率提高的一个重要因素是生物样品的电子辐照损伤,而超快电镜技术为解决这个问题提供了新的机遇。超快电镜和冷冻电镜的成功结合将使我们可以实现蛋白质机器的低辐照损伤高分辨成像,同时能在多个时间尺度上研究蛋白质机器动态结构变化特征。这个领域在国际上尚未开展系统性的研究。我们的研究兴趣是着重发展生物超快冷冻电镜技术,一方面可以探索生物样品的脉冲电子辐照损伤深层次机制,尝试突破由于电子辐照损伤导致的信噪比瓶颈问题;另一方面对超级捕光复合物等重要蛋白质机器进行时间分辨率冷冻电镜成像,分析其时间分辨率的动态过程。
3. 三维构造生物学技术和应用
生物体组织和器官的三维超微结构对于人类认识自然和治疗疾病都有及其重要的意义。体电子显微学的突破性进展和样品制备技术进步,提高了样品的三维可视化细节,使细胞系统的超分辨率成像达到令人满意的程度。随着连续切片自动收集系统的出现和聚焦离子束扫描电镜的发展,连续切片技术日益成熟,自动化程度也大大提高。这些技术的发展拓展了体电子显微学在生物医学领域的应用。我们的研究兴趣是,联合生物成像中心的队伍建立和发展连续切片体电子显微成像技术、图像对位拼接技术和基于人工智能的图像自动识别分割处理等技术,并利用这一技术与相关单位合作,开展组织器官水平上的三维超微结构研究。
4. 膜蛋白的结构研究和定向改造
膜蛋白在人类和其他物种的生命活动中都起着至关重要的作用,如物质运输、能量转换和信号转导等。解析膜蛋白的三维结构对深入理解膜蛋白的生物学功能,并进行基于结构的分子定向改造,具有非常重要的意义。我们的研究兴趣是发展膜蛋白及其复合体的体外构建表达技术,并利用这些技术研究离子通道、G蛋白偶联受体等重要膜蛋白的结构与功能,在此基础上对膜蛋白进行设计改造,赋予它们新的功能,从而开启它们新的应用场景与应用方向。
ORCID: 0000-0002-0351-5144
完整论著:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/myncbi/1x1Uzxhrkpz5vj/bibliography/public/
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3. 何佳,孙文浩,张艳,孙飞,杨戈,基于自监督深度学习的大尺度生物电镜各向同性超分辨三维重建技术。发明专利,ZL202211689462.X。
4. 刘国乐,牛彤欣,裘梦轩,孙飞,杨戈,朱赟,基于深度学习的冷冻电镜颗粒挑选方法、装置和电子设备。发明专利,ZL202211284170.8。
5. 季刚,黄小俊,孙飞,一种透射电镜分析用微阵列超薄支持膜的制备方法。发明专利,ZL201910843744.2。
6. 季刚,李喜霞,张建国,孙飞,一种适用于扫描/透射电子显微镜成像的自动聚焦方法。发明专利,ZL201910034869.0。
7. 范宏成,孙飞,乔明强,王波,朱赟,用疏水蛋白膜作为支持膜的电镜载网制备方法。发明专利,ZL202110576212.4。
8. 翟宇佳,孙飞,一种同时表达n个蛋白或蛋白亚基的方法及其专用系统。发明专利,ZL 201610248592.8。
9. 翟宇佳,孙飞,SmartBac杆状病毒表达系统及其应用。发明专利,ZL 201810028508.0。
10. 孙飞,庞效云,翟宇佳,王刚刚,谢天,用于在细菌表面呈递目的蛋白的DNA分子及其应用。发明专利,ZL201310750736.6。
11. 黄小俊,季刚,孙飞,透射电子显微镜载网制备方法。发明专利,ZL201510355339.8。
12. 季刚,李硕果,孙飞。一种光镜电镜关联成像用光学真空冷台。发明专利。ZL201410363314.8。
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1. 我国首台国产场发射透射电镜TH-F120,新华社广州1月20日电(记者马晓澄)。
2. 针对病理组织样本高通量成像需求的专用扫描透射电子显微镜SmartView研制成功。
https://www.cas.cn/syky/202108/t20210809_4801432.shtml
3. 生物超快冷冻电子显微镜研制。
http://www.ibp.cas.cn/zhxw/zxbd/202307/t20230714_6810057.html
1. 2024年,孙飞研究组与合作者共同揭示骨骼肌三联体介导兴奋-收缩偶联过程的原位结构基础
https://ibp.cas.cn/kyjz/zxdt/202403/t20240321_7047355.html
2. 2024年,孙飞课题组、杨戈课题组与生物物理所生物成像中心共同开发一种基于弱监督学习的冷冻电镜颗粒挑选新方法
https://ibp.cas.cn/kyjz/zxdt/202403/t20240312_7024141.html
3. 2023年, 孙飞研究组揭示小鼠精子轴丝双联微管的原位精细结构
https://ibp.cas.cn/kyjz/zxdt/202311/t20231109_6897967.html
4. 2023年, 孙飞研究组与合作者揭示哺乳动物SID-1跨膜家族蛋白低pH核酸转运的潜在分子机制
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5. 2023年,孙飞研究组和生物物理所生物成像中心合作研制精准光电联用系统用于生物样品原位研究
http://www.ibp.cas.cn/kyjz/zxdt/202301/t20230113_6599317.html
6,2023年,孙飞课题组揭示芳香烃受体AhR胞质复合物组装机制
https://ibp.cas.cn/kyjz/zxdt/202301/t20230112_6598719.html
7,2023年,中国科学院生物物理所生物成像中心孙飞团队开发冷冻结构光照明与电镜关联成像新技术
https://ibp.cas.cn/cbi/tzgg_dbz/202305/t20230504_6748547.html
8,2022年,孙飞/北京大学张传茂课题组在核孔复合体外环结构研究方面获得重要进展
https://ibp.cas.cn/kyjz/2022kyjz/202201/t20220112_6339796.html
9, 2022年 中国科学院生物物理所蛋白质平台生物成像中心与赛默飞世尔科技公司合作实现了积分差分相位衬度成像技术(iDPC-STEM)在生物树脂超薄切片样品中的应用
http://www.ibp.cas.cn/cbi/tzgg_dbz/202202/t20220210_6354150.html
10,2021年,孙飞课题组与合作者开发新型冷冻电镜支持膜技术
https://ibp.cas.cn/kyjz/2021kyjz/202112/t20211215_6304607.html
11,2021年,孙飞课题组联合王祥喜课题组等在新冠病毒原位结构研究方面的最新成果
https://ibp.cas.cn/kyjz/2021kyjz/202111/t20211118_6263371.html
12,2021年,孙飞/ Hartmut Michel课题组合作揭示一种特殊血红素-铜终端氧化酶利用两种电子供体的分子机制
https://ibp.cas.cn/kyjz/2021kyjz/202103/t20210305_5970524.html
13,2021年,孙飞组揭示细胞内体运输途径中SNX诱导膜变形分子机制
https://ibp.cas.cn/kyjz/2021kyjz/202103/t20210302_5964073.html
14,2020年,生物物理所生物成像中心与孙飞课题组、北京大学尹长城课题组合作研发成功用于冷冻电镜单颗粒实验的新型支持膜载网--非晶镍钛微阵列支持膜载网
https://ibp.cas.cn/kyjz/2020kyjz2/202008/t20200810_5651873.html
15,2020年 孙飞课题组与杭州师范大学徐晓玲、辛越勇课题组合作通过冷冻电镜技术首次解析了光合作用过程中电子传递链复合体ACIII在氧化和还原两种状态下的精细结构,通过结构比较和分析提出了一种新的电子传递-质子转运偶联机制
https://ibp.cas.cn/kyjz/2020kyjz2/202007/t20200727_5645717.html
16,2020年 孙飞课题组揭示S-OPA1介导线粒体内膜融合的关键分子机制
https://ibp.cas.cn/kyjz/2020kyjz2/202004/t20200416_5547803.html
(资料来源:孙飞研究员,2024-09-13)
2023年 博士生温作令获得中国科学院生物物理研究所-科兴生命医学优秀研究生奖学金二等奖
2023年 博士生殷国良获得中国科学院生物物理研究所-科兴生命医学优秀研究生奖学金二等奖
2023年 博士生王子岩获得中国科学院院长优秀奖
2022年 博士生朱国梁获得中国科学院院长优秀奖
2022年 博士生范宏成获得博士研究生国家奖学金
2022年 研究生王子岩获得硕士研究生国家奖学金
2021年 博士生台林华获得博士研究生国家奖学金
2021年 研究生殷国良获得硕士研究生国家奖学金
2021年 博士生朱国梁获得朱李月华优秀博士生奖学金
2021年 博士生朱国梁获得博士研究生所长奖学金
2019年 研究生朱国梁获得硕士研究生国家奖学金
2019年 博士生李新美获得博士研究生国家奖学金
2016年 研究生孙芳获得硕士研究生国家奖学金
2015年 博士生庞效云获得朱李月华优秀博士生奖学金
2015年 博士生庞效云获得所长奖学金一等奖
2013年 博士生王雪获得保罗生物科技优秀学生奖
2012年 博士生王雪获得所长奖学金二等奖
2010年 博士生张凯获得所长奖学金二等奖