2026年6月，国际顶刊《Science》发布当期封面重磅研究，南昌大学作为第一署名单位联合德国科研团队完成突破性成果，首次解析出人类三种视锥视觉色素的冷冻电镜高分辨三维结构，完整揭开人类三色视觉的底层分子机制。
值得关注的是，本次论文核心第一作者均为在校博士生，是南昌大学建校以来首次以本校博士生为一作拿下Science封面文章，这项基础医学研究不仅补齐视觉演化领域关键空白，还为色盲、色觉缺陷疾病的靶向治疗提供精准结构依据，同时为类脑视觉AI研发开辟全新思路。
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本次登上《Science》封面的论文题为Cryo-electron microscopy structures of human cone visual pigments，由南昌大学基础医学院张进教授团队与德国柏林夏里特医学院Patrick Scheerer团队联合攻关，国内多所高校、医疗机构协同参与完成。
论文共同第一作者包含南昌大学基础医学院在读博士生彭琦、成心宇，以及赣医科大李健教授、南昌大学江海老师，张进教授与Patrick Scheerer教授共同担任通讯作者。团队依托冷冻电镜前沿表征技术，成功解析红敏、绿敏、蓝敏三类人源视锥视蛋白的完整活性态高分辨结构，填补了人类色彩感知分子机理研究中长期存在的结构空白。
长久以来学界仅解析过视杆视蛋白结构，三种负责色彩识别的视锥蛋白三维构型始终未能破解，该成果一经刊发便登上期刊封面，成为视觉生物学领域年度标志性进展，也创下南昌大学科研人才培养新纪录，证明本土博士生完全具备独立攻坚顶级基础科学问题的能力。
研究先从生物演化维度梳理哺乳动物色觉的完整变迁脉络，3亿年前脊椎动物祖先拥有四色视觉体系，恐龙时代早期哺乳动物为适应夜行环境逐步丢失绿色、蓝色视蛋白，绝大多数现存猫狗等哺乳动物仅保留双色视觉；6500万年前灵长类重返日间觅食，分辨成熟彩色果实的生存压力驱动基因复制，旧大陆猿猴与人类演化出稳定三色视觉，新大陆猴子仅雌性可具备三色识别能力，完整印证自然选择与协同进化理论。
针对大众普遍好奇的红绿色盲性别差异问题，研究给出分子层面清晰解释：调控红、绿视蛋白的基因紧密连锁于X染色体，男性仅有单条X染色体，一旦基因出现突变便会直接诱发色觉缺陷；女性拥有两条X染色体，一条基因缺陷可被另一条正常染色体代偿，最终形成男性红绿色盲患病率7%、女性仅0.5%的显著差距。
而人脑调配百万种色彩的核心机制，依靠三种视锥细胞接收不同波长光线后，以差异化激活比例传递神经信号，1:0:0信号配比识别红色、1:1:0识别黄色、1:1:1呈现白色；三种视蛋白氨基酸微环境差异，决定了各自捕捉可见光波段的偏好，也是人眼可以区分上万种色彩的根本结构基础。
本次研究产出三项颠覆性关键发现，全方位完善人类色觉的分子理论体系。首先探明三种视锥蛋白光谱差异化的微观机理，红、绿视蛋白依靠特殊平衡离子调控吸收光波长，蓝敏视蛋白依靠独特丝氨酸环静电环境偏向短波蓝光，从原子尺度解释不同色觉蛋白的感光偏好；其次揭示视锥细胞信号响应更快的结构根源，视锥蛋白存在特有的二硫键与亲水空腔结构，大幅缩短活性态存续周期，实现比视杆细胞更快速的光信号切换；最后绘制完整色盲突变结构图谱，定位285位氨基酸为调控光谱的关键位点，绝大多数致盲、色觉缺陷突变会破坏蛋白折叠转运，而非直接改变感光波长。
该成果具备极强的转化应用价值，一方面为色盲、视网膜色觉损伤疾病提供精准靶点，助力基因治疗药物、靶向干预方案开发；另一方面完整解析的人源视蛋白结构，为下一代仿生视觉传感器、类脑人工智能视觉模型提供天然生物模板，推动兼具真实色彩感知能力的AI视觉系统落地。
南昌大学博士生以一作身份登顶Science封面，依托冷冻电镜技术破解困扰学界多年的人类三色视觉分子机制，完整梳理色觉演化规律、色盲发病机理，同时打通基础医学到眼病治疗、人工智能的转化路径。
本土青年博士生牵头完成顶刊封面成果，也印证国内高校基础学科人才培养体系持续成熟，基础生命科学领域自主原始创新能力稳步提升。
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