中国科学院长春应化所李明伦研究员：生物大分子的纳米孔输运与构象解析

纳米受限效应是指在纳米、微米尺度下，空间约束对材料物理化学性质产生显著影响，使带电高分子呈现出不同于宏观体系的热力学与动力学特性。例如，在纳米孔测序过程中，通过施加微小的跨膜电压，可以驱动DNA、RNA和蛋白质等生物大分子在强电场及纳米空间约束下进行输运。

通过解析这一过程产生的离子电流信号，能够在单分子水平实现对序列与构象的识别。目前，深入理解这些生理与科学现象所面临的核心难题，是如何调控带电高分子在纳米受限空间中的构象变化，特别是阐明平衡态与非平衡态下的构象调控机制。

突破这一瓶颈的关键，在于建立高分子构象与环境参数之间的定量关联模型。我们长期致力于带电高分子体系的理论建模与分子模拟研究，重点关注纳米空间约束下带电高分子通过纳米孔的输运动力学。

我们的创新成果包括：构建了一种兼顾生物大分子二级结构特征与长时间尺度过孔过程的粗粒化模拟方法，揭示了输运过程中发卡RNA二级结构的动态演化规律，并实现了测序电流信号与分子构象变化的精准对应和连续追踪。此外，我们通过训练神经网络，建立了由测序电流反演生物大分子三维空间结构的方法，为实现生物大分子的单分子实时追踪与成像提供了新的技术路径。

李明伦，2025年2月起任职于中国科学院长春应用化学研究所研究员。2013年毕业于化学学院高分子材料与工程专业，获工学学士学位；2019年于中国科学院大学（中国科学院长春应用化学研究所）获高分子化学与物理理学博士学位。

2019年至2025年初，先后在新加坡南洋理工大学和美国马萨诸塞大学阿默斯特分校从事博士后研究。他主要从事人工智能驱动的导热高分子与聚电解质的理论模拟研究。