（European Molecular Biology Laboratory） 

歐洲著名的分子生物學(xué)研究基地EMBL

歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室EMBL（European Molecular Biology Laboratory）1974年由歐洲14個國家加上亞洲的以色列共同發(fā)起建立，現(xiàn)在由歐洲30個成員國政府支持組成，目的在于促進(jìn)歐洲國家之間的合作來發(fā)展分子生物學(xué)的基礎(chǔ)研究和改進(jìn)儀器設(shè)備、教育工作等。EMBL分為7個部分：結(jié)構(gòu)、分化、物理儀器、生化儀器、生物儀器、計算機(jī)和應(yīng)用數(shù)學(xué)。它的宗旨是:從事結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)及分子醫(yī)學(xué)方面的基礎(chǔ)研究；為科學(xué)家、學(xué)生及訪問學(xué)者提供高層次的培訓(xùn)；為成員國的科學(xué)家提供必需的科研服務(wù)；在生命科學(xué)領(lǐng)域開發(fā)新型的科研儀器及研究方法；積極參與生物技術(shù)的轉(zhuǎn)化及應(yīng)用。

 

EMBL德國Heidelberg總部

EMBL除了位于德國海德堡Heidelberg的總部外在歐洲還有幾處分站：英國的茵格斯頓Hinxton分站、法國格勒諾布爾Grenoble分站、德國漢堡Hamburg分站和意大利蒙特羅頓多Monterotondo分站。其中，英國的生物信息學(xué)研究所EBI（European Bioinformatics Institute）于1982年建立了先進(jìn)的核苷酸序列數(shù)據(jù)庫（EMBL-DNA），可進(jìn)行核苷酸序列檢索及序列相似性查詢，該數(shù)據(jù)庫與美國的GenBank及日本的DDBJ共同組成全球性的國際DNA數(shù)據(jù)庫。近年來數(shù)據(jù)庫發(fā)展很快，數(shù)據(jù)量成倍遞增。由于具有開放和創(chuàng)新的良好學(xué)術(shù)氛圍，EMBL已發(fā)展成歐洲最重要和最核心的分子生物學(xué)基礎(chǔ)研究和教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)。

 

EMBL在歐洲的研究站

 

EMBL德國漢堡（Hamburg）分站

EMBL英國茵格斯頓（Hinxton）分站

EMBL意大利蒙特羅頓多（Monterotondo）分站

有許多重大的科學(xué)進(jìn)展是在EMBL完成的，其中最為著名的是福爾哈德（Christiane Nüsslein-Volhard）和威斯喬斯（Eric Wieschaus）首次對果蠅的胚胎發(fā)育進(jìn)行系統(tǒng)的遺傳學(xué)分析，基于這一工作，他們兩人及美國遺傳學(xué)家劉易斯（Edward B.Lewis）獲1995年諾貝爾生理學(xué)/醫(yī)學(xué)獎。三位科學(xué)家對發(fā)育遺傳學(xué)的研究，對敲開人類發(fā)育遺傳秘密的大門并使之應(yīng)用到人類疾病的診斷意義重大。

 

EMBL的研究領(lǐng)域

EMBL目前約有85個獨(dú)立的課題組，涵蓋分子生物學(xué)的各個主要分支，其研究主要集中在以下幾個方面：　　

1.生化實(shí)驗(yàn)技術(shù)質(zhì)譜分析（Mass Spectrometry）等。 　　

2.細(xì)胞生物學(xué)（Cell Biology），研究細(xì)胞膜上蛋白和脂肪的分布，包括膜運(yùn)輸、微管網(wǎng)絡(luò)、細(xì)胞核及細(xì)胞周期，焦點(diǎn)是Rab蛋白。 　　

3.細(xì)胞生物物理（Cell Biophysics），重點(diǎn)是理論創(chuàng)新和實(shí)際應(yīng)用的研究，尤其是光學(xué)顯微鏡的完善使用?！　?/P>

4.分化（Differentiation），集中研究果蠅的早期發(fā)育?！　?/P>

5.基因表達(dá)（Gene Expression），研究基因到蛋白質(zhì)信息傳遞的過程，尤其是核糖體合成在整個細(xì)胞生命過程中的重要作用。　　

6.結(jié)構(gòu)生物學(xué)（Structure Biology），在過去幾年中建立了cDNA測序技術(shù)、生物計算、蛋白工程、晶體學(xué)、電子顯微鏡（EM）及核磁共振（VMR），研究肌肉巨型蛋白分子Titin。 　　

7.法國Grenoble分站，主要研究蛋白質(zhì)合成過程，尤其揭示了G-蛋白-鳥苷酸交換因子偶聯(lián)物的結(jié)構(gòu)。 　　

8.德國Hamburg分站，著重于結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究，如光學(xué)測量系統(tǒng)、晶體學(xué)、X-線吸收光譜及小角散射，有長期的分子生物學(xué)國際合作研究歷史。 　　

9.英國Hinxton分站EBI（European Bioinformatics Institute，歐洲生物信息學(xué)研究所），重點(diǎn)是與世界上其他分子生物學(xué)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行合作研究，最主要的有EMBL核酸序列數(shù)據(jù)庫，后參與了與日內(nèi)瓦大學(xué)共同進(jìn)行的SWISS-PROT的建設(shè)。在SWISS-PROT與EMBL核苷酸序列庫之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生了新的數(shù)據(jù)庫TREMBL（Translation from EMBL），使核苷酸序列庫的核苷酸序列自動翻譯成SWISS-PROT蛋白序列庫中的蛋白序列。 　　

10.放射性雜交數(shù)據(jù)庫（Radiation Hybrid Database）。 　　

11.Monterotondo研究中心組，EMBL和歐洲其他研究組一起，加入到哺乳類生物學(xué)和生物醫(yī)學(xué)的研究行列，中心位于意大利羅馬北部的Monterotondo，著重于鼠遺傳學(xué)研究。

EMBL的法國格勒諾布爾（Grenoble）分站

EMBL法國格勒諾布爾（Grenoble）分站建于1975年。與勞厄·朗之萬研究所（ILL）合作，開展利用中子束研究生物結(jié)構(gòu)。1980年后，隨著中子衍射技術(shù)和儀器儀表的發(fā)展，特別是衍射儀的發(fā)明，給研究帶來了新的機(jī)遇：諸如核小體、核糖體、病毒、膜蛋白等蛋白質(zhì)復(fù)合體結(jié)晶結(jié)構(gòu)。EMBL與鄰近的歐洲同步光源ESRF和ILL合作，借助同步輻射X光源和中子光源確定生物大分子結(jié)構(gòu)，尋找蛋白質(zhì)表達(dá)、結(jié)晶的全自動化方法、技術(shù)和設(shè)備。尤其是研究蛋白質(zhì)—核糖核酸RNA復(fù)合體中核糖核酸參與新陳代謝和翻譯過程，蛋白質(zhì)-脫氧核糖核酸DNA復(fù)合體參與轉(zhuǎn)錄過程，病毒的結(jié)構(gòu)、組合、宿主細(xì)胞的相互作用，以及膜融合蛋白質(zhì)等。

EMBL法國格勒諾布爾（Grenoble）分站

 

目前，EMBL格勒諾布爾分站有80余人，分站的研究組/隊(duì)以及他們的研究內(nèi)容為：

Carlomagno Group：利用核磁共振研究分子識別機(jī)制

Gavin Group：生物化學(xué)和化學(xué)方法的生物分子網(wǎng)絡(luò)

K?hn Group： 用化學(xué)生物學(xué)研究磷酸酶

Krijgsveld Team：定量蛋白質(zhì)組學(xué)

Lamzin Group：配體結(jié)合的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

Lemke Group：結(jié)構(gòu)光學(xué)顯微鏡—單分子光譜

Merten Group：小分子庫篩選和合成的微流體系統(tǒng)

Schultz Group：化學(xué)細(xì)胞生物學(xué)

Steinbeck Team：化學(xué)信息學(xué)和代謝

Wilmanns Group：大分子復(fù)合體的結(jié)構(gòu)生物學(xué)

Ellenberg Group：細(xì)胞周期中核結(jié)構(gòu)功能動態(tài)

Hermes Group and Fiedler Team：結(jié)構(gòu)生物學(xué)的同步光源儀器

Huber Group：統(tǒng)計計算和數(shù)學(xué)建模

Merten Group：自動微流裝置

Nédélec Group：細(xì)胞結(jié)構(gòu)

 

EMBL格勒諾布爾分站定位于3個最主要的科研活動方向：

（1）完成氨酰-tRNA合成酶的結(jié)構(gòu)，許多合成酶都是在此第一次克隆的。蛋白質(zhì)-RNA的系統(tǒng)研究已擴(kuò)展到哺乳動物的信號識別粒子和許多與mRNA相互作用的蛋白質(zhì)。

（2）病毒的RNA，如流感和狂犬病，目的是了解它們是如何復(fù)制和組合的。

（3）真核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子蛋白-DNA復(fù)合物晶體。最近，把重心放在T蛋白/DNA復(fù)合體和第一個Stat/DNA復(fù)合體的結(jié)構(gòu)確定。

 

EMBL格勒諾布爾分站參加歐洲結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)組項(xiàng)目，并積極與其他機(jī)構(gòu)結(jié)成聯(lián)合體：結(jié)構(gòu)生物學(xué)聯(lián)合體PSB（Partnership for Structural Biology）和病毒寄主細(xì)胞相互作用研究單位UVHCI（Unit of Virus Host Interactions）。UVHCI創(chuàng)建于2007年1月，它的兩個合作伙伴是：法國國家科學(xué)研究中心CNRS（French National Center for Scientific Research）和約瑟夫·傅立葉大學(xué)UJF（University Joseph Fourier）。

 

結(jié)構(gòu)生物學(xué)聯(lián)合體PSB

 

在PSB框架下，EMBL格勒諾布爾分站不僅建設(shè)了專門用于解析海量蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能和結(jié)晶的基礎(chǔ)設(shè)施和設(shè)備，還與ILL合作，成立了生物分子氘化實(shí)驗(yàn)室D-Lab。

中子光源在生物學(xué)研究方面的巨大優(yōu)勢是可“目擊”氫原子，而同步輻射的X射線很難檢測。大分子結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系錯綜復(fù)雜，從作為單一原子存在時的生物功能，到作為一個組裝體，或與其他分子結(jié)合的復(fù)合體時的生物功能不盡相同。氫原子的“目擊”觀察可為各層次氫原子的組織結(jié)構(gòu)提供獨(dú)一無二的信息資料。

在生物大分子中，幾近一半是由氫原子組成的。因此氫原子對構(gòu)成生物大分子有著舉足輕重的作用。氫原子參與酶的催化反應(yīng)是生命存在的基礎(chǔ)。氘，即重氫（質(zhì)量約為氫的2倍），氘化是指對氫原子進(jìn)行同位素分離，以替代氫原子。選擇性地氘化氫原子并替代它，可對分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行更細(xì)致入微的分析。氘化生物大分子是極其困難的，但這正是D-Lab所做的工作。它充分利用中子光源的優(yōu)勢，成為全球獨(dú)一無二的中子源在生物領(lǐng)域的應(yīng)用基地。

高能所科研處 中科院大科學(xué)裝置辦公室

資料來自：http://www.embl.org/；http://www.embl.de/；http://www-old.embl.org/