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。

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