毛有东 - 北京大学

个人简介

教育经历 1999.9 - 2005.7 北京大学软凝聚态和生物物理博士学位研究生(博士)毕业 1995.9 - 1999.7 武汉大学物理学学士学位本科(学士) 工作经历 2022.2 - 至今北京大学物理学院 —— 长聘正教授 2021.2 - 2022.1 北京大学物理学院 —— 研究员，长聘副教授 2015.1 - 2021.1 北京大学物理学院 —— 研究员、助理教授

研究领域

本课题组致力于发展以高分辨冷冻电子显微镜为核心手段的新型动力学成像和重建新方法，结合统计物理、人工智能、生物物理、化学生物学、分子细胞生物学等多种实验、理论和计算技术，研究超大生命分子机器的复杂非平衡动力学和功能机制关系，探索其在分子医学中的交叉融合和关键应用。目前课题组主要研究方向包括：（1）细胞内重要的分子机器的组分和结构具有高度动态性，通常由复杂相互作用的众多分子构成，其功能执行体现为非平衡动力学过程。为了突破现有动态结构和动力学分析方法的局限性，本实验室聚焦时间分辨冷冻电镜、统计物理和人工智能的交叉研究，发展动力学成像和重建方法，发展基于深度流形学习的新型自由能面重建方法，实现超大复合分子机器的动力学过渡态和最小能量反应路径的多维重建，并以此为基础研究新型人工智能和动力学辅助功能分子设计。（2）蛋白质降解调控是极其重要的基本生命分子过程，在细胞周期、免疫和炎症、基因表达、新陈代谢、神经退行、癌症肿瘤、病毒感染以及蛋白毒性响应等重要生理和病理过程中发挥关键调控作用。本实验室利用冷冻电镜动力学成像和重建方法，研究UPS蛋白质降解动态调控机制，UPS调控人类细胞中炎症、癌症、神经退行、病毒感染以及糖脂代谢等关键分子过程的结构、动力学和功能关系；以此为契机，研发新型靶向分子胶技术和多特异性靶向蛋白降解新技术新方法。（3）先天免疫系统通过炎症小体效应器来监控细胞环境的危险信号，它通过激活和高聚化形成炎症小体（inflammasome），介导炎症反应并参与激活适应性免疫响应。炎症小体的失调可引起自发炎症或自体免疫相关疾病，如糖尿病、动脉粥样硬化等代谢疾病，多发性硬化、阿尔茨海默症等神经系统疾病。本实验室致力于研究炎症小体的激活反应的动力学机制和分子干预方法，试图理解先天免疫的信号转导过程、免疫调控以及病原诱导活化等免疫响应机理。

近期论文

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Shuwen Zhang, Shitao Zou, Deyao Yin, Lihong Zhao, Daniel Finley, Zhaolong Wu and Youdong Mao.USP14-regulated allostery of the human proteasome by time-resolved cryo-EM.Nature,605,567-574,2022,10.1038/s41586-022-04671-8 Shijian Zhang, Kunyu Wang, Wei Li Wang, Hanh T Nguyen, Shuobing Chen, Maolin Lu, Eden P Go, Haitao Ding, Robert T Steinbock, Heather Desaire, Joseph Sodroski and Youdong Mao.Asymmetric Structures and Conformational Plasticity of the Uncleaved Full-Length Human Immunodeficiency Virus Envelope Glycoprotein Trimer.J. Virol.,95,e0052921,2021,10.1128/JVI.00529-21 Humayun Sharif, Li Wang, Wei Li Wang, Venkat Giri Magupalli, Liudmila Andreeva, Qi Qiao, Arthur V. Hauenstein, Zhaolong Wu, Gabriel Núñez, Youdong Mao and Hao Wu.Structural mechanism for NEK7-mediated NLRP3 inflammasome activation.Nature,570,338-343,2019 Robustness of signal detection in cryo-electron microscopy via a bi-objective-function approach.BMC Bioinformatics,20,169,2019 Yuanchen Dong, Shuwen Zhang, Zhaolong Wu, Xuemei Li, Wei Li Wang, Yanan Zhu, Svetla Stoilova-McPhie, Ying Lu, Daniel Finley and Youdong Mao.Cryo-EM structures and dynamics of substrate-engaged human 26S proteasome.Nature,565,49-55,2018,10.1038/s41586-018-0736-4 Yanan Zhu, Wei Li Wang, Daqi Yu, Qi Ouyang, Ying Lu and Youdong Mao.Structural mechanism for nucleotide-driven remodeling of the AAA-ATPase unfoldase in the activated human 26S proteasome.Nat. Commun.,9,1360,2018,10.1038/s41467-018-03785-w Yuanchen Dong, Shuobing Chen, Shijian Zhang, Joseph Sodroski, Zhongqiang Yang, Dongsheng Liu and Youdong Mao.Folding DNA into a lipid-conjugated nanobarrel for controlled reconstitution of membrane proteins.Angew. Chem. Int. Ed.,57,2072-2076,2018,10.1002/anie.201710147 Jiayi Wu, Yong-Bei Ma, Charles Congdon, Bevin Brett, Shuobing Chen, Yaofang Xu, Qi Ouyang and Youdong Mao.Massively parallel unsupervised single-particle cryo-EM data clustering via statistical manifold learning.PLos One,12,e0182130,2017 Yanan Zhu, Qi Ouyang and Youdong Mao.A deep convolutional neural network approach to single-particle recognition in cryo-electron microscopy.BMC Bioinformatics,18,348,2017,10.1186/s12859-017-1757-y Ying Lu, Jiayi Wu, Yuanchen Dong, Shuobing Chen, Shuangwu Sun, Yong-Bei Ma, Qi Ouyang, Daniel Finley, Marc W Kirschner and Youdong Mao.Conformational landscape of the p28-bound human proteasome regulatory particle.Molecular Cell,67,322-333,2017 Shuobing Chen, Jiayi Wu, Ying Lu, Yong-Bei Ma, Byung-Hoon Lee, Zhou Yu, Qi Ouyang, Daniel J Finley, Marc W Kirschner and Youdong Mao.Structural basis for dynamic regulation of the human 26S proteasome.Proc Natl Acad Sci U S A,113,12991-12996,2016,10.1073/pnas.1614614113 Liman Zhang, Shuobing Chen, Jianbin Ruan, Jiayi Wu, Alexander B. Tong, Qian Yin, Yang Li, Liron David, Alvin Lu, Wei Li Wang, Carolyn Marks, Qi Ouyang, Xinzheng Zhang, Youdong Mao and Hao Wu.Cryo-EM structure of the activated NAIP2-NLRC4 inflammasome reveals nucleated polymerization.Science,350,404-409,2015,10.1126/science.aac5789