研冷冻显微镜三杰膺化学奖 生物化学进新时代

  【大公报讯】综合美联社、法新社及新华社报道:瑞典皇家科学院4日宣布,将2017年诺贝尔化学奖授予瑞士科学家雅克.杜博歇(Jacques Dubochet)、美国科学家约阿希姆.弗兰克(Joachim Frank)以及英国科学家理查德.亨德森(Richard Henderson),以表彰他们在冷冻显微术领域的贡献。三名科学家使该技术能够以高分辨率测定溶液中的生物分子结构,将生物化学带入了一个新时代。

  冷冻电子显微镜(Cryo-EM)技术近年来发展迅猛,不断带来令人惊嘆的发现。瑞典皇家科学院说:“研究人员如今可冻结移动中的生物分子,藉此观察前所未见的相关过程。这对生物的化学组成基本认识和药学发展有着决定性的影响。”这种方法能将生物分子冻结以保持其自然状态,不需使用染料或定色剂,用来研究细胞结构、病毒和蛋白质的最微小细节。

  如同“分子的谷歌地图”

  诺贝尔化学奖评选委员会表示,科学发现往往建立在对肉眼看不见的微观世界进行成功显像的基础之上,但是在很长时间里,已有的电子显微技术只能用来观测无生命物质。因此无法充分展示分子生命周期全过程,在生物化学图谱上留下很多空白,而低温冷冻电子显微镜利用冻结方法,可以保护实验分子免受损害。

  理查德.亨德森上世纪90年代改进了传统电子显微镜,取得了原子级分辨率的图像;约阿希姆.弗兰克在七八十年代开发了一种图像合成算法,能将电子显微镜模糊的二维图像合成清晰的三维图像;雅克.杜博歇发明了迅速将液体水冷冻成玻璃态以使生物分子保持自然形态的技术。这些发明使低温冷冻电子显微镜的各部件得到优化。

  美国化学学会主席坎贝尔表示,低温冷冻电子显微技术就像“分子的谷歌地图”。她说,科学家利用这项技术可以放大实验分子到最大程度,观测到想要的所有细节。

  技术已获广泛应用

  2013年以来,低温冷冻电子显微镜日渐成熟并获得广泛应用。如今研究者可以在生物分子的生命周期内对其进行冷冻和成像,将以往不为人知的分子生命状态呈现出来,所带来的新发现对于人类理解生命机理和开发新药具有重大意义。

  诺贝尔化学奖评选委员会成员布热津斯基在新闻发布会上,展示了2013年前后的分子结构显像效果的鲜明对比。布热津斯基说,去年拉丁美洲暴发严重的寨卡疫情,研究者利用低温冷冻电子显微镜技术,成功观测到寨卡病毒的结构,这是传统电子显微镜无法做到的,也是这项新技术实际应用的一个例子。

  布热津斯基表示,今年获奖的成果使人们能够看到细胞内部的分子以及它们是如何相互作用的,未来人们可能会看到分子结构的变化过程。他说,今年的化学奖是跨学科研究的一个典型,技术在科学发现中正发挥越来越重要的作用。

  弗兰克接到评选委员会电话时兴奋表示:“永远不会介意被得诺奖的消息吵醒。”

责任编辑:李孟展 DN029

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