來自清華大學生命科學學院、劍橋生物醫學院的研究人員報告稱，他們采用單顆粒冷凍電子顯微鏡首次獲得了完整人類γ-分泌酶（γ-secretase）的原子結構,研究結果發布在8月17日的《自然》（Nature）雜志上。

清華大學的施一公（Yigong Shi）教授，劍橋生物醫學院的Sjors H. W. Scheres及白曉晨（Xiao-chen Bai）博士是這篇論文的共同通訊作者。施一公研究組主要致力于運用結構生物學和生物化學的手段研究腫瘤發生和細胞凋亡的分子機制，集中于腫瘤抑制因子和細胞凋亡調節蛋白的結構和功能研究、重大疾病相關膜蛋白的結構與功能的研究、胞內生物大分子機器的結構與功能研究。回國后施一公在Nature等國際頂級期刊上發表了多篇論文，同時他也搭建起了以清華大學為中心的人才引入橋梁。2013年當選為中科院院士。

阿爾茨海默癥患者表現為認知和記憶能力受損，大腦功能逐漸喪失直至死亡。我國目前大約有500萬阿爾茨海默癥患者，占世界發病總數的四分之一。導致阿爾茨海默氏癥的重要病原之一是β- 淀粉樣蛋白斑（Aβ）在患者大腦中積累。

近年來由于與阿爾茨海默氏癥發病密切相關γ-分泌酶受到廣泛的關注。γ-分泌酶相當于人體的“垃圾粉碎機”，主要作用是切割細胞膜上的一些廢物蛋白，把它們分解成小的片段，讓人體再吸收、利用。γ-分泌酶由四個亞基構成，包括早老素Presenilin1(PS1), PEN-2, APH-1和 nicastrin。其中起重要作用的是PS1活性亞基。當它發生異常時，γ-分泌酶在切割蛋白時就會產生過量的Aβ42肽段。這些堆積在一起的Aβ42肽段，會形成淀粉樣的沉淀，引起腦細胞凋亡，讓人失去記憶。

施一公教授近十年的研究重心逐漸轉移到揭示阿爾茲海默癥的發病機理，其中一個主要環節是解析γ-分泌酶的結構。他領導的研究組近年來在該領域取得一系列重要突破，多篇研究論文發表在Nature、PNAS雜志上。

在這篇Nature文章中，研究人員報告稱他們采用單顆粒冷凍電子顯微鏡獲得了分辨率為3.4埃（Å）的人類γ-分泌酶原子結構,由此可以顯影γ-分泌酶所有4個組成元件的原子結構，確定γ-分泌酶組裝背后特異的互作。研究人員通過對101個阿爾茨海默氏癥相關錯義突變進行分析，發現它們主要影響了PS1上的兩個熱點區域中的35個氨基酸，這兩個熱點區域分別為跨膜區TM2-5以及TM6-9。他們對于其中一些突變體進行了生化性質的研究，發現這些突變會影響γ-分泌酶對于底物APP的酶切活性，然而對切割活性的影響卻有所不同，因此對于已有的阿爾茲海默癥的發病機理提出了一些新的探討。

新研究為更深入地了解γ-分泌酶的功能機制奠定了分子基礎，對于開發出預防及治療阿爾茨海默氏癥的新型γ-分泌酶抑制劑具有重要的意義。