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研冷凍顯微鏡 三傑膺化學獎

時間:2017-10-05 03:16:13來源:大公網

  【大公報訊】綜合美聯社、法新社及新華社報道:瑞典皇家科學院4日宣布,將2017年諾貝爾化學獎授予瑞士科學家雅克.杜博歇(Jacques Dubochet)、美國科學家約阿希姆.弗蘭克(Joachim Frank)以及英國科學家理查德.亨德森(Richard Henderson),以表彰他們在冷凍顯微術領域的貢獻。三名科學家使該技術能夠以高分辨率測定溶液中的生物分子結構,將生物化學帶入了一個新時代。

  冷凍電子顯微鏡(Cryo-EM)技術近年來發展迅猛,不斷帶來令人驚嘆的發現。瑞典皇家科學院說:「研究人員如今可凍結移動中的生物分子,藉此觀察前所未見的相關過程。這對生物的化學組成基本認識和藥學發展有着決定性的影響。」這種方法能將生物分子凍結以保持其自然狀態,不需使用染料或定色劑,用來研究細胞結構、病毒和蛋白質的最微小細節。

  如同「分子的谷歌地圖」

  諾貝爾化學獎評選委員會表示,科學發現往往建立在對肉眼看不見的微觀世界進行成功顯像的基礎之上,但是在很長時間裏,已有的電子顯微技術只能用來觀測無生命物質。因此無法充分展示分子生命周期全過程,在生物化學圖譜上留下很多空白,而低溫冷凍電子顯微鏡利用凍結方法,可以保護實驗分子免受損害。

  理查德.亨德森上世紀90年代改進了傳統電子顯微鏡,取得了原子級分辨率的圖像;約阿希姆.弗蘭克在七八十年代開發了一種圖像合成算法,能將電子顯微鏡模糊的二維圖像合成清晰的三維圖像;雅克.杜博歇發明了迅速將液體水冷凍成玻璃態以使生物分子保持自然形態的技術。這些發明使低溫冷凍電子顯微鏡的各部件得到優化。

  美國化學學會主席坎貝爾表示,低溫冷凍電子顯微技術就像「分子的谷歌地圖」。她說,科學家利用這項技術可以放大實驗分子到最大程度,觀測到想要的所有細節。

  技術已獲廣泛應用

  2013年以來,低溫冷凍電子顯微鏡日漸成熟並獲得廣泛應用。如今研究者可以在生物分子的生命周期內對其進行冷凍和成像,將以往不為人知的分子生命狀態呈現出來,所帶來的新發現對於人類理解生命機理和開發新藥具有重大意義。

  諾貝爾化學獎評選委員會成員布熱津斯基在新聞發布會上,展示了2013年前後的分子結構顯像效果的鮮明對比。布熱津斯基說,去年拉丁美洲暴發嚴重的寨卡疫情,研究者利用低溫冷凍電子顯微鏡技術,成功觀測到寨卡病毒的結構,這是傳統電子顯微鏡無法做到的,也是這項新技術實際應用的一個例子。

  布熱津斯基表示,今年獲獎的成果使人們能夠看到細胞內部的分子以及它們是如何相互作用的,未來人們可能會看到分子結構的變化過程。他說,今年的化學獎是跨學科研究的一個典型,技術在科學發現中正發揮越來越重要的作用。

  弗蘭克接到評選委員會電話時興奮表示:「永遠不會介意被得諾獎的消息吵醒。」

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