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膜生物学国家重点实验室由三个分室组成:膜生物化学与分子生物学分室(中国科学院动物研究所)、膜生物物理与膜生物工程分室(清华大学)、离子通道与受体分子生物学分室(北京大学)。生物膜是由膜脂双分子层、膜蛋白质等组成的超分子体系。阐明生物膜结构与功能及其相互关系是生物膜研究的基本任务。膜生物学国家重点实验室主要研究方向包括:①膜蛋白结构与功能;②生物膜动态调控;③跨膜信号转导;④离子跨膜转运;⑤膜生物技术及应用。研究目标是:以膜生物学为中心,利用分子生物学、生物化学、细胞生物学、生理学与生物物理学的方法,通过跨学科合作,从分子和细胞水平阐明生物膜结构与功能的关系,揭示生物膜物质交换、能量转换与信号转导的基本过程和调控机制,及其在疾病等条件下的变化规律,在膜生物学研究领域做出国际先进水平的原创性研究成果。