生物医学专业留学|全球顶尖实验室之剑桥大学MRC LMB分子生物学实验室介绍
剑桥大学LMB项目介绍University of Cambridge
01发展历史
1947年，医学研究理事会成立了“生物系统分子结构研究单位”，旨在支持马克斯·佩鲁茨和约翰·肯德鲁利用X射线衍射研究蛋白质。随后，该单位迅速拓展研究领域，包括DNA结构、肌肉收缩机制和病毒结构，最终成为现代分子生物学的重要发源地之一。这一时期的研究是在坎文迪什实验室物理系展开的。为了充分发挥这些科研成果在医学领域的潜力，医学研究理事会为该单位提供了新的建筑，并于1962年正式成立了分子生物学实验室。自成立以来，突破性工作使得LMB在剑桥取得了12个诺贝尔奖。
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02与剑桥大学合作
LMB各部门的科学家还参与了与剑桥大学的各种合作和倡议。
分子免疫单元（MIU）隶属于医学系，设在LMB大楼的一翼，那里的研究小组受益于并为LMB环境做出贡献。
其他合作关系包括：
- 赞助剑桥大学癌症研究UK癌症研究中心。
- 成为剑桥免疫学成员。
- 成为剑桥神经科学成员，这是一个跨剑桥60多个不同部门和研究所的主要研究者的跨学科研究中心。
- 赞助剑桥细胞生物学研讨会，以促进剑桥地区研究人员之间的互动。
- 参与“3R”（Replication, Repair & Recombination）研讨会，关注Replication、Repair和Recombination领域的研究。
- 与临床神经科学系合作，共同推进人类常见神经退行性疾病机制治疗。
03科研方向
LMB的细胞生物学、神经生物学、蛋白质和核酸化学（PNAC）以及结构研究等研究部门形成了一个紧密结合的社群。每个部门都在其特定领域有着独特的实力和战略目标，但它们的共同目标是利用物理学、化学和遗传学等多方面方法，深入理解生物过程的分子层面。
为了探索免疫和癌症生物学、分子神经科学及神经退行性疾病、合成生物学和体外进化、细胞间信号传导和膜运输等重要领域，LMB的科学家采用了先进的光学显微镜技术、计算生物学、选择技术、X射线晶体学和电子冷冻显微镜等多种方法。尽管大部分研究是在体外进行的，但对于一些研究，当没有合适的替代方案时，LMB的科学家会使用果蝇、线虫、小鼠和大鼠等整个生物体。这些啮齿动物的护理、福祉和繁殖由生物服务组负责。
LMB的科学家涉足多个重要研究领域，包括：
※免疫和癌症的生物学
※分子神经科学及神经退行性疾病的起源
※合成生物学和体外进化
※细胞间信号传导和膜运输
为了探索这些领域，他们使用一系列方法，如：
※活细胞的先进光学显微镜技术
※计算生物学
※选择技术
※通过X射线晶体学和电子冷冻显微镜对生物“机器”进行结构测定
※对神经回路的遗传、光学和电生理学分析
※行为的遗传分析
04博士申请信息
一：博士项目
1、David Barford: 人类着丝粒的冷冻电镜研究
该博士项目的目标是在人类内部着丝粒-CENP-A核小体复合物的研究基础上，重建多个（例如四个）α-卫星数组，每个数组都与CCAN-CENP-A核小体复合物一起组装，并使用冷冻电镜技术确定其结构。将探讨α-卫星数组B-Box和B-box结合蛋白的作用。此外，与其他研究小组合作，将使用冷冻电子断层技术在细胞内原位可视化着丝粒。技术手段将包括单粒子冷冻电镜成像、冷冻电子断层成像和体外重组方法。
2、Buzz Baum: 一个古细菌细胞如何变成两个
在项目过程中，学生将探讨古细菌细胞在生长和分裂过程中的组织变化。将使用 Sulfolobus 作为一种具有遗传可追踪性的古细菌模型，而 Asgard 古细菌将用于揭示在真核细胞出现过程中相对不变的古细菌细胞生物学方面。考虑到与嗜极菌一起工作的挑战，该项目的大部分工作将涉及开发新的工具，以帮助细胞生物学分析。因此，该项目将涉及开发荧光标签和微加工室，以帮助嗜极菌的活细胞成像，以及开发工具，能够使用冷冻电。
3、Anne Bertolotti: 提升蛋白质质量控制
该研究专注于许多年龄相关的人类疾病，包括神经退行性疾病，其特征之一是蛋白质错误折叠的沉积。为什么易于聚集的蛋白质在老化的细胞中积累仍然不太清楚。细胞通常努力确保蛋白质正确折叠，并具有在逆境条件下维持稳态的强大而复杂的机制。然而，随着时间的推移，细胞对错误折叠蛋白质的防御系统逐渐失效，导致错误折叠蛋白质的积累，对细胞和有机体产生毁灭性后果。原则上，提高细胞处理错误折叠蛋白质的能力应该是减少多种蛋白质错误折叠疾病病理的通用方法。该实验室已经确定了改善细胞处理错误折叠蛋白质能力的强大策略，并在小鼠中实施了其中一种策略，以安全地预防两种不相关的神经退行性疾病。正在研究的一些方法阐明了基本的细胞生物学过程，而另一些为合理治疗铺平了道路。该研究表明，通用方法，旨在帮助细胞在蛋白质质量控制失败时生存，对于预防蛋白质错误折叠疾病，包括毁灭性的神经退行性疾病，是有用的。
4、Simon Bullock: 微管基础运输的阐释
微管驱动细胞通过胞质运动维持细胞组织的有序排列，推动细胞器、囊泡和大分子在胞质中的运动。阐明驱动复合物如何识别其各种货物、在细胞中协调驱动复合物的运动，以及缺陷的运输过程与神经系统疾病之间的联系。长期以来，对胞质中 mRNA 的靶向一直是关注的焦点，这在许多细胞类型中对蛋白质功能的空间控制中起着关键作用。将在 vitro 中对再现的运输复合物进行单分子分析，结合在人类细胞（包括iPS细胞衍生的神经元）和果蝇中的机械解剖以及使用遗传学和先进成像。
5、Andrew Carter: 神经轴突中的物质运输
细胞器、RNA 和蛋白质的运输对于神经元的发育、健康和功能至关重要。微管驱动运输的驱动复合物缺陷与神经退行性和发育性疾病相关，而运输过程通常被许多病毒利用。然而，马达如何与物质相连接以及如何协调它们以确保将物质传递到正确位置仍然知之甚少。该博士项目将通过结合细胞成像、 vitro 再现和冷冻电子显微镜（cryo-EM）或层析（cryo-ET）来解决这些问题。团队将使用实验室建立的诱导性神经元系统（iNeurons）来识别连接 dynein 和 kinesin 马达与特定物质的适配器。这将指导 vitro 和结构研究，以解决如何控制马达活动，以及货物上存在的独特组件组合确定其移动方向。
6、Emmanuel Derivery: 揭示内体分拣途径
内体在负责将从细胞膜内部吸收的跨膜蛋白（货物）在降解到溶酶体之间或回收回细胞表面之间进行分拣。通过这种方式，内体分拣控制细胞表面的蛋白质组，并因此调控许多细胞过程，包括细胞信号传导。在分子水平上理解这一现象并非新问题，但几十年的研究虽然鉴定了许多参与其中的机制，但它们到底是如何“工作”的仍然是未知的。该项目利用蛋白质设计和新型显微镜技术来解决这个问题，主要在人类细胞中进行。解开内体分拣分子机制的一个主要障碍是传统显微镜无法观察到这一现象。这是因为内体运动太快且是三维的。加剧这一问题的是需要观察参与内体分拣的众多机制的招募顺序。为了解决这个问题，最近建立了多光谱显微镜，可以同时拍摄多个重叠的荧光团。通过将这种技术与斜平面光片显微镜相结合，可以实现每秒一整个细胞的八色三维体积的前所未有的时间分辨率。
7、Juliette Fedry: 可视化细胞蛋白质稳态
本项目的研究目标是了解蛋白质稳态网络在不同类型的细胞中是如何组织的，它在不同生理条件下如何变化，以及在应激和其他病理状态下如何发生错误。团队采用细胞生物学、光学显微镜、冷冻电子显微镜（cryo-EM）、冷冻电子断层显微镜（cryo-ET）和计算分析的先进组合。实验室目前的项目包括在特定细胞条件下调查转译调控、可视化翻译期间的质量控制、分析应激期间的蛋白质稳态重构，以及相关的方法开发方面。具体的博士项目将根据学生的兴趣、目标和技能进行开发。
8、Joe Greener: 学习通用生物分子力场
团队利用结构生物学、细胞生物学和电生理学结合成像等各种方法，以了解底层的AMPA-R操作机制。团队的最终目标是解密突触中信息存储的分子机制。团队还寻求开发AMPA-R选择性的治疗方法，以应对神经系统疾病并增强认知功能。
9、Ramanujan Hegde: 蛋白质成熟、质量控制和疾病
实验室的主要研究领域是了解蛋白质生物合成和细胞组织是如何高保真地实现的，以及细胞如何识别和纠正这些过程中的错误。当前项目聚焦于正常蛋白质生物合成和异常蛋白质降解的几个方面，涵盖从体外机制研究到其在细胞中重要性分析。
10、Philipp Holliger: RNA与RNA的复制
潜在项目将专注于通过体外进化、机器学习和结构分析推进RNA催化的RNA合成，以实现能够进行自我复制和进化的RNA系统的工程化。
11、Jan Löwe: SMC复合物的分子机制
这个项目的主要目标是将团队最近获得的通过冷冻电镜以高分辨率成像SMC复合物的能力与环外伸展反应相结合，以在产生DNA环时将酶的结构分辨率解析到近原子级。
12、Kelly Nguyen:哺乳动物端粒复合物的可视化
这个博士项目将侧重于对大型哺乳动物端粒复合物进行生化、结构和功能分析。成功的候选人将有机会在哺乳动物细胞培养、端粒复合物的生化重建/分离、生物物理分析、尖端结构生物学（主要集中在cryoEM和cryoET上）和哺乳动物细胞基因组编辑方面积累经验。这项工作将有助于了解端粒的结构和维持以及人类疾病中端粒功能失调的分子基础。LMB拥有世界一流的设施并提供良好的工作环境。
13、JohnO'Neill: 哺乳动物细胞的运作机制
申请者将在团队先前的工作基础上，描绘细胞状态在日常转变中的后果、时间调节和生化机制。技术将包括细胞系和干细胞源性神经元的培养、生物发光成像、活细胞显微镜、定量质谱、转基因补充、基因编辑、电生理学、行为分析以及光/化学遗传学。申请者将使用这些工具和方法在细胞昼夜周期内表征状态转变，重点关注神经细胞生物学和其与大脑中的清醒/入睡变化的相关性。成功的申请人应具有生物化学、细胞生物学或相关领域的学位。申请者应该热衷、富有创造力，并具有良好的沟通、组织和数字技能。具有组织培养和编程经验者将受到青睐。
14、Lori Passmore: 大分子机器的机制洞察
第一个项目将研究DNA修复机制，具体而言是对DNA交联和复制应激的细胞响应。Fanconi贫血（FA）通路是DNA交联修复的中心，涉及大型多蛋白质E3泛素连接酶和DNA夹。该通路的失调可能导致人类疾病。团队的目标是了解FA通路的分子机制。第二个替代项目将涉及调节mRNA polyA尾部的多蛋白质复合物。几乎每个真核mRNA的3ʹ端都有一个poly(A)尾巴。Poly(A)尾巴在前体mRNA内切后在细胞核中被添加，对于mRNA从细胞核的输出、有效翻译以及mRNA稳定性都是必需的。
15、Protein and Nucleic Acid Chemistry Project: 感染和癌症中的神经免疫相互作用
这个项目旨在探讨和确定在黏膜组织（如肺部、肠道或女性生殖道）的病毒感染和癌症背景下，哪些神经元源性提示调节免疫细胞。该项目将集中于开发和实施光遗传学和化学遗传学方法，以调节神经元（例如迷走神经传入和传出神经元）的周边神经元，从而影响黏膜组织。免疫细胞，特别是淋巴细胞，将通过高维流式细胞术、组学分析以及体内和体外方法进行广泛表征。新发现的细胞和分子通路将被进行功能性特征化和扰动，以研究它们在癌症和病毒感染中的影响。
16、Lalita Ramakrishnan: 主机-分枝杆菌相互作用的细胞生物学基础
TB宿主-病原体相互作用和耐药性方面，有几个可供博士生选择的项目，使用一系列方法，包括遗传学、生物化学、结构和显微技术。
17、Felix Randow: LPS泛素化和先天免疫
团队提供给对宿主-病原体相互作用感兴趣的兴奋的博士生一个名额。工作将集中在将细菌表面转化为信号平台的方面。潜在的项目包括通过RNF213对LPS进行泛素化的功能和结构特性的表征，GBPs如何检测细菌的调查，以及通过细菌表面的多价蛋白涂层触发的新型抗细菌效应机制的鉴定。
18、Chris Tate
该项目将从克隆来自不同致病真菌的多个GPCR开始，使用昆虫细胞中的重组杆状病毒表达它们，纯化，形成G蛋白偶联复合物，并通过冷冻电镜进行结构测定。成功的候选人将被要求开发并掌握该程序的所有步骤，并熟练掌握图像处理、结构测定和模型构建的计算方法。此外，将使用其他生物物理技术（例如FSEC、SEC-MALs、SPR）结合一系列生化分析来表征纯化的蛋白质及其细胞功能。
19、Joseph Yeeles：人类复制体的结构
实验室主要使用生化再现和结构生物学的组合来研究复制体的结构、功能和机制。在接下来的几年里，项目将利用这种开创性的方法来研究人类复制叉的结构和机制基础，既在未受干扰的DNA复制期间，也在复制体遇到DNA损伤和蛋白屏障等障碍。
20、Suyang Zhang: 转录耦合剪接的机制
项目的研究重点是转录和剪接机器如何相互作用以调节人类中的选择性剪接。选择性剪接对于产生蛋白质多样性至关重要，并在细胞生长、分化和死亡中发挥关键作用。选择性剪接的调控与转录紧密耦合，定义了基因表达的复杂调节机制，然而其基本机制仍不清楚。这个博士项目旨在理解转录和剪接机器之间的分子相互作用，以及这些相互作用如何促进高效准确的剪接并影响选择性剪接的结果。
二：入学要求
1、 LMB欢迎所有国籍的高素质学生申请。期望研究生申请者具备：
（1）相关专业的学士学位。
（2）两封出色的学术推荐信，最好一封来自你最近的大学的高级教职工，另一封来自曾经指导你实际研究的高级科学家。
（3）英语流利——IELTS总分至少为7.0，口语、听力和写作部分不低于7.0，阅读部分不低于6.5。
2、LMB的博士生需要申请加入一个独立的研究小组，通常是为了开展一个明确定义的项目。由于资金有限，每年成功录取的申请人数量有限，大约为20-30人。学校要求申请人列出最多3个潜在导师。
学校会考虑申请人的学业成绩和推荐人的评论，以及申请人的研究经验。
3、关键信息：LMB的小组负责人仅考虑只申请他们的申请人。申请者需要论文和实验室经验或硕士学位才能被考虑为LMB的博士生。在LMB申请，申请人被期望设计自己的博士项目。如果在申请之前没有与小组负责人联系，申请者将不会被考虑。LMB只招收牛津剑桥的英国学生。申请者需要自己获得资金才能在LMB获得博士学位。
三：资助
要在剑桥大学进行为期三年的博士研究，申请者需要足够的资金来支付大学费用（课程费用）和“生活费”——即申请者在学习期间产生的住宿、餐饮、书籍、旅行、衣物以及其他费用（请参阅费用和成本）。不管申请者的资金来源如何，申请者都需要使用剑桥大学申请门户进行申请。
如果申请者尚未获得自己的资金，我们建议在在线申请之前探索以下资格：
- LMB资助
- 剑桥大学的资金来源
- 申请者所在国家的奖学金（如果申请者是海外申请者）。
LMB资助：约四分之三的LMB学生通过MRC奖学金、LMB剑桥奖学金计划以及LMB管理的其他基金（这些基金为最长4年提供资助）获得全额或部分资助。所有LMB博士生还将获得由LMB提供的培训和会议差旅津贴（这是除了他们可能获得的任何费用和生活资助之外的额外津贴）。未能在LMB中获得自己资金的申请者将被考虑适当的LMB学生资助（通过申请门户申请过程）。然而，请注意，可用资金的竞争非常激烈。
以下是通过对未来博士生的公开竞争提供的LMB资助：
- MRC奖学金（项目提供最多17个全额MRC奖学金）：全额MRC奖学金覆盖所有大学费用，并提供每年的生活费津贴（£21,350免税）。对国际候选人提供有限数量的由LMB颁发的全额MRC奖学金，将覆盖年度生活费津贴（£21,350免税）和本国水平的大学费用。其余费用将从替代资金中获得。
- LMB剑桥信托奖学金：在与剑桥公共欧洲与国际信托的合作下，LMB提供多达四个奖学金，以表彰杰出的国际毕业生，以在剑桥大学攻读分子生物学博士学位。要符合条件，申请人必须符合剑桥大学的入学要求，并在在线申请中指定他们希望申请剑桥信托资助。然而，请注意，LMB剑桥奖学金的竞争非常激烈。由于竞争激烈，持有一流硕士学位或其等同学历以及/或具有丰富的实验室经验的候选人可能具有优势。这些奖学金为期四年，提供全额大学费用和每年的生活费津贴（£20,250免税）给单个学生。奖学金还包括签证费用、健康附加费和初始旅行费用（视条件而定）。
- Neuberger奖学金
为纪念Michael Neuberger及其对科学的贡献，Max Perutz基金与三一学院合作设立了一项奖学金，授予任何国籍的杰出博士候选人。成功的候选人将注册在剑桥大学和三一学院。该奖学金为期4年，为单个学生提供每年的生活费津贴。大学费用也将全额资助。（Neuberger奖学金并非每年都有。请联系 enquiries(phdenq@mrc-lmb.cam.uk) 获取更多信息。）
建议尽早申请。2024年10月开始的LMB国际博士项目的申请截止日期如下，2025年的日期暂未公布，请参考2024年的早做准备：
※美国Gates奖学金（仅限美国申请者）– 2023年10月11日
※一般申请（英国、欧盟和海外申请者）– 2023年12月5日
注意：所有支持文件和推荐信必须在上述日期之前收到。
四：如何申请
如何申请
要申请LMB博士项目，申请者需要通过剑桥大学申请门户完成申请。
在完成大学申请之前，请确保申请者已按照下面概述的步骤进行操作。
第一步 ：入学要求
第二步 ：选择LMB博士项目
第三步 ：资金来源
第四步 ：检查截止日期
第五步 ：准备支持文件
第六步 - 准备申请者的申请门户申请
如何申请
在填写申请时，申请者将需要了解以下信息：
课程描述：生物科学
研究计划：分子生物学实验室的生物科学博士（MRC）
持续时间：4年
学习模式：全日制
开始日期：2024年10月
五：关键日期
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