所有的人类细胞都被包裹在一层油腻的膜内，膜内嵌有成千上万种不同的蛋白质。这些所谓的膜蛋白执行着无数的功能，从调节我们的血压，到协调我们的免疫反应，再到控制我们大脑中神经元的放电。膜蛋白是如此重要，以至于超过一半的市场药物都以膜蛋白为靶点并对其进行调控。
膜蛋白首先在细胞内产生，然后运输到一个称为内质网的细胞器。在那里，蛋白质被插入细胞膜，在那里执行无数的功能。对于许多膜蛋白，这种插入过程依赖于一个复杂的结构称为ER膜蛋白复合物(EMC)。从真菌到人类的真核细胞中都发现了EMC的存在。病毒(可能包括导致2019冠状病毒大流行的新型冠状病毒)利用它在受感染的有机体中构建和运输自己的一些病毒蛋白。因此，理解EMC的工作原理是理解基本细胞生物学的重要组成部分，并且可以为如何抑制疾病提供线索。
现在，加州理工学院的科学家们第一次看到了EMC，他们使用了一种被称为单粒子低温电子显微镜的技术，通过这种技术，样品被冷冻，在原子水平上成像，然后再进行精细的计算重建。
这项研究是在Rebecca Voorhees的实验室里完成的，她是生物和生物工程的助理教授和传统医学研究所的研究员。一篇描述这项研究的论文发表在5月21日的《科学》杂志上。
电磁兼容大约在10年前被发现，但直到最近，还没有技术可以成像它的结构。当Voorhees于2017年来到加州理工学院时，她的首要目标之一就是与加州理工学院的低温电子显微镜设备(世界上为数不多的此类设备之一)合作，了解膜蛋白是如何形成的。
"解决了这个结构使我们能够回答这样的问题:在分子水平上，EMC是如何将蛋白质插入细胞膜的?它如何与这么多不同的蛋白质相互作用?当这些过程在疾病中出错时会发生什么?" vooorhees解释道。
EMC的新结构模型显示了它的9个不同的基本子单元是如何组合在一起的，尽管其中一些子单元的功能仍未得到理解。该模型表明，EMC可能不仅仅帮助引导和将蛋白质插入细胞膜;它实际上可以帮助蛋白质正确地折叠和组装，并且可以进行6035质量控制和6035检查。Voorhees和她的团队现在的目标是设计实验来研究complex不同组件的功能。
在结构生物学中，我们经常把自己看作是探索者，生物目标就像要到达的山顶一样，"说，加州理工学院的生物化学教授比尔·克莱蒙斯没有参与这项研究。"自从被发现以来，EMC已经成为一座重要的大山，最终看到它所有的荣耀让人激动不已。这是对Voorhees教授的才华和加州理工学院在提供资源使其成为可能方面的成功的证明。这一结构是膜蛋白生物学领域的一个里程碑
结构生物学家经常喜欢引用理查德·费曼的一句名言——换句话说——如果你想理解基本的生物学问题，看看这个东西就行了。加州理工学院的低温电子显微镜设备，以及我的实验室成员的团队合作，使这项工作成为可能，"说。
这篇论文的题目是人类ER膜蛋白复合物插入膜的"结构基础。加州理工学院的"博士后学者Tino Pleiner、研究生Giovani Pinton Tomaleri和研究员科学家Kurt Januszyk是这项研究的共同第一作者。除了Voorhees，其他合著者还有博士后学者Alison Inglis和研究生Masami Hazu。该研究利用了加州理工学院高性能计算中心和加州理工学院低温电磁设备。这项研究由美国传统医学研究所、亲属基金会、佩尔-斯图尔特基金会和美国国立卫生研究院的国家普通医学科学研究所资助。
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