發(fā)布日期:2017-10-09
昨日,2017年諾貝爾獎(jiǎng)化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了雅克·杜波什(Jacques Dubochet),約阿基姆·弗蘭克 (Joachim Frank) 和 理查德·亨德森(Richard Henderson),以表彰他們發(fā)展了冷凍電子顯微鏡技術(shù),從而能夠以接近原子分辨率水平來確定溶液里的分子結(jié)構(gòu)。該獎(jiǎng)項(xiàng)被戲稱為頒給物理學(xué)家的化學(xué)獎(jiǎng)。
中科院生化與細(xì)胞所國家蛋白質(zhì)科學(xué)中心(上海)叢堯研究員告訴解放日報(bào)·上觀新聞記者,在冷凍電鏡技術(shù)發(fā)展以前,一般是在常溫下,用重金屬鹽覆蓋需要探測的生物大分子,應(yīng)用透射電鏡進(jìn)行觀察,分辨率較低。而冷凍電鏡技術(shù)在20世紀(jì)70年代末期、80年代初誕生后,通過使用液氮冷卻的液態(tài)乙烷可以在毫秒之內(nèi)實(shí)現(xiàn)生物樣品的快速冷凍,將其保存在玻璃態(tài)的薄冰層中,接近其天然形態(tài),并可有效抵御電子的輻照損傷,奠定了冷凍電鏡技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。
上??萍即髮W(xué)助理教授、研究員沈慶濤告訴記者,這幾位冷凍電鏡領(lǐng)域的大牛獲得諾貝爾獎(jiǎng)實(shí)屬眾望所歸,“之前在Gordon Conference(高登會議)上與他們相遇時(shí),我們就曾預(yù)測他們今年可能會得諾貝爾獎(jiǎng),沒想到成真了。” 在沈慶濤眼中,這三位科學(xué)家對于冷凍電鏡領(lǐng)域都有各自的貢獻(xiàn)。其中,英國科學(xué)家理查德·亨德森是冷凍電鏡的鼻祖人物,開發(fā)了冷凍電鏡的三位重構(gòu),在這一領(lǐng)域一直很活躍;瑞士科學(xué)家雅克·杜波什則首次證明了冷凍電鏡技術(shù)的可行性;美國科學(xué)家約阿基姆·弗蘭克是冷凍電鏡單顆粒技術(shù)的創(chuàng)始人,也是目前冷凍電鏡領(lǐng)域的核心人物。
“2013年左右,直接電子探測相機(jī)的出現(xiàn)極大地推進(jìn)了冷凍電鏡的發(fā)展,使得其分辨率水平由3點(diǎn)多埃提高到了1.8埃,達(dá)到原子分辨率水平。隨著直接電子探測技術(shù)及冷凍電鏡硬件及重構(gòu)計(jì)算技術(shù)發(fā)展,相信分辨率還會進(jìn)一步提高到1.5埃甚至更高。”叢堯研究員說。
“冷凍電鏡技術(shù)對于藥靶結(jié)構(gòu)的研究極為重要。”中科院上海藥物所研究員趙強(qiáng)告訴解放日報(bào)·上觀新聞記者。原本由于顯微鏡分辨率太低,他們在做實(shí)驗(yàn)時(shí)并不能看到藥物是怎樣作用在分子上的,只能反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn),靠猜測來進(jìn)行改良。由于冷凍電鏡技術(shù)近期才出現(xiàn)了大的技術(shù)突破,藥物的研發(fā)也需要一定的周期,目前市面上還沒有利用冷凍電鏡技術(shù)研發(fā)的藥物。不過趙強(qiáng)透露,上海藥物所已經(jīng)開始進(jìn)行冷凍電鏡的儀器購置,預(yù)計(jì)今年年底到貨后將開始投入運(yùn)用。未來運(yùn)用冷凍電鏡技術(shù),可以在看到藥物作用后相應(yīng)地進(jìn)行改進(jìn),藥物的作用也就更強(qiáng)了。
來源:解放日報(bào) 上觀新聞