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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?qǐng)?bào)·上觀新聞?dòng)浾?，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)。

上海科技大學(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(huì)議）上與他們相遇時(shí)，我們就曾預(yù)測他們今年可能會(huì)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(duì)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(huì)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(duì)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?qǐng)?bào)·上觀新聞?dòng)浾?。原本由于顯微鏡分辨率太低，他們?cè)谧鰧?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。