国际晶体学联合会

生物晶体2012:生物晶体学现代方法基础

摘要报告

 
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2012年10月20日至27日,由Maria Arménia Carrondo(葡萄牙ITQB Oeiras)和Thomas Schneider(德国汉堡EMBL)组织的第六期生物晶体成像现代方法基础生物晶体课程在葡萄牙Oeirac的Química e Biológica研究所举行。该课程得到了FEBS、IUCr、Biostruct-X和IUBMB的支持。它汇集了来自19个不同国家的38名学生和来自9个不同国家的20名导师。

该课程的副标题是“你一直想知道的结晶学知识,但从来不敢问”,旨在向处于结晶学职业早期阶段的科学家传授高分子结晶学的基本概念。这一点尤其重要,因为该领域发展非常迅速,而且许多年轻的研究人员没有接受结晶学的正规教育。事实上,在学习结晶学中自动工具的有效使用的同时,理解解决结构生物学难题的基本概念也很重要,这些难题不适用于当前这一代工具。

讲座和教程涵盖了从晶体冷却到最终结构模型验证的所有主题。典型的一天从9:00开始,用15分钟的时间回顾托马斯·施奈德(Thomas Schneider)前一天讨论的概念。讲座时间为9:15至13:00,互动练习和教程时间为14:00至17:30。在计算教程中,使用了18台Linux计算机组成的集群,特别是佩德罗·马蒂亚斯(ITQB,P)为本课程建立的集群,他还向参与者介绍了计算网络。在最初的两天里,课程中包括了一个海报会议,所有学生都在那里展示和讨论自己的项目。

在最初的几天里,Ed Hough(北特罗姆瑟大学)阐述了真实空间和互惠空间中结晶学的基础知识。Christoph Hermes(德国汉堡EMBL)概述了X射线源和X射线探测器的原理,Elspeth Garman(英国牛津大学)讲授并演示了晶体冷却和数据采集的实用方面。Andrew Leslie(英国剑桥MRC)谈到了数据处理和集成。Kevin Cowtan(英国约克大学)在其网络教程中指导学生了解结构因素的世界以及它们与电子密度的关系,而Isabel Bento(ITQB,P)对结构数据的管理和传播进行了修订。样品制备和表征由Rob Meijers(德国汉堡EMBL)负责,而数据收集的战略问题以及数据处理的理论和实践方面则由Zbigniew Dauter(美国阿贡国家实验室)和Andrew Leslie负责。这包括衍射数据的集成和缩放教程。

在本课程的后期,讲座和教程侧重于实验阶段。托马斯·施耐德(Thomas Schneider)介绍的子结构求解过程和MAD相位。凯文·考坦(Kevin Cowtan)讨论了用于相位改进的不同密度修改技术的原理以及最大似然法在结晶学中的应用。Gordon Leonard(ESRF Grenoble,F)介绍了大分子晶体学中异常散射背后的物理学,Zbigniew Dauter解释了SAD相位的各个方面。

后来,Gabor Bunkoczi(英国剑桥大学)引入了分子替换。Anastasis Perrakis(荷兰阿姆斯特丹NKI)从方法论和实践的角度讨论了自动模型构建和优化。在Zbigniew Dauter提供的一个为期两个小时的“如何阅读和理解国际表格”教程中,对对称的各个方面进行了排练。托马斯·施耐德(Thomas Schneider)就精细化和在解释结构数据时考虑模型精度的重要性进行了演讲。

Bernhard Lohkamp(瑞典斯德哥尔摩MBB)教授了手动建模的原理和实用性,Gabor Bunkoczi演示了PHASER用于分子替换。

由于突发健康问题,克莱门斯·冯海因取消了参与,佩德罗·马蒂亚斯在最后一分钟准备了关于用SHARP解决MIR问题的教程。

Carlos Frazáo(ITQB Oeiras,P)描述了如何解决孪晶遇到的特殊问题。Margarida Archer(ITQB,Oeiras,P)谈到了模型验证问题。课程结束时,佩德罗·马蒂亚斯(Pedro Matias)和塞利亚·罗芒(Célia Romáo)(ITQB,Oeiras,P)教授了一篇关于模型改进和完成的教程。

晚间讲座涉及非常重要的主题,尤其是相关主题。Poul Nissen(德国奥胡斯大学)在IUBMB上发表了关于膜蛋白结晶研究——挑战和优势的演讲,Adrian Mancuso(德国欧洲XFEL)就X射线自由电子激光器在结构生物学中的未来应用发表了一个非常激动人心的主题。

在整个课程中,提供了一个盒子,可以匿名提交有关结晶学的具体“紧迫问题”。这些问题后来由导师在两个专门的环节中回答。该系统非常受欢迎,并为导师提供了宝贵的反馈。

虽然课程内容广泛,但所有参与者都有很多机会在正式课程之外进行互动。特别是,所有参与者都住在Oeiras附近的同一家酒店Praia-Mar酒店,这为他们提供了一个良好的交流环境,而不一定总是关于晶体学主题。

我们感谢赞助商的支持,使我们得以组织第六版结晶学基础课程。感谢所有演讲者/导师的奉献精神和对本课程的持续承诺。我们感谢ITQB的设计和信息工作人员。特别感谢马法尔达·马特乌斯(Mafalda Mateus)高效地处理了行政和后勤事务。

Maria Arménia Carrondo,Thomas R.Schneider,BioCrystal2012组织者

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