中國科學院生物物理研究所孫飛研究組和大連化學物理研究所李國輝研究組共同揭示了高等哺乳動物骨骼肌三聯體介導興奮-收縮偶聯過程的原位結構基礎。相關論文3月20日發表于《先進科學》。
在生物體內，骨骼肌的收縮與舒張是受神經系統控制的。神經系統傳遞來的化學信號經過一系列的轉變與傳遞過程最后形成肌肉的機械收縮行為，這個過程被稱為興奮-收縮偶聯。在這一過程中，三聯體上的RyR1是整個興奮-收縮偶聯過程中傳遞興奮信號的重要元件。然而，盡管 RyR1的高分辨率結構已經被解析，仍有一系列關于 RyR1功能的重要科學問題未被解決。
在該研究中，孫飛研究組基于前期工作基礎，進一步結合組織原位制樣方法和冷凍電子斷層三維重構技術，系統性地表征了骨骼肌中三聯體的精細原位結構。其中包括：解析了RyR1在骨骼肌16.7 ?分辨率的原位結構，發現在原位環境下RyR1與FKBP12和鈣調蛋白（Calmodulin，CaM）緊密結合；解析了RyR1-DHPR超級復合體的原位結構，發現了兩處連接密度，證實了RyR1與DHPR之間存在物理相互作用；發現RyR1在骨骼肌原位的“右手”對角鑲嵌排列模式，四個DHPR形成的四聯體以1：2的比例與RyR1結合；通過分子動力學模擬證明RyR1的“右手”對角鑲嵌排列對于其協同鈣釋放的必要性，解釋了相關遺傳病理數據。這些研究結果為RyR1和DHPR之間的物理偶聯提供了關鍵證據，為深入了解骨骼肌中的興奮-收縮偶聯分子機制提供了重要線索。