北京時(shí)間10月4日17時(shí)45分,,2017年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)公布,。
瑞士洛桑大學(xué)雅克·杜波切特(Jacques Dubochet),、美國(guó)哥倫比亞大學(xué)喬基姆·弗蘭克(Joachim Frank)和英國(guó)劍橋大學(xué)理查德·亨德森(Richard Henderson)憑借“研發(fā)出能確定溶液中生物分子高分辨率結(jié)構(gòu)的冷凍電子顯微鏡”獲此殊榮,。
聽得消息后,,清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院院長(zhǎng)王宏偉和中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所孫飛研究員都表示——“不意外”,。
1
獲諾獎(jiǎng)并不等于很完美
“前兩年就覺得這項(xiàng)技術(shù)可以獲諾貝爾獎(jiǎng),。”孫飛長(zhǎng)期從事生物電鏡方法學(xué)研究,,他也是中國(guó)生物物理學(xué)學(xué)會(huì)冷凍電鏡分會(huì)副理事長(zhǎng),。
孫飛與三位諾獎(jiǎng)獲得者雖沒有直接合作,但都有過接觸。
他在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)介紹,,雅克·杜波切特,、喬基姆·弗蘭克和理查德·亨德森開創(chuàng)的冷凍電子顯微成像技術(shù),能讓科學(xué)家看到生物大分子復(fù)合體的高分辨率三維結(jié)構(gòu),,極大地推進(jìn)了分子生物學(xué)研究和對(duì)生物奧秘的理解,。
值得注意的是,三位科學(xué)家的主要工作都是在上世紀(jì)七十年代到八十年代做出來的,。時(shí)間證明了他們的遠(yuǎn)見,。
資料圖
圖為質(zhì)多角體病毒CPV的冷凍電鏡圖像(左上)和質(zhì)型多角體病毒衣殼三維重構(gòu)(中)。重構(gòu)結(jié)果中彩色部分為組成該病毒的最基本的非對(duì)稱結(jié)構(gòu)單元,。右圖展示該非對(duì)稱單元的放大圖(右上)以及構(gòu)建的原子模型(右下),。左下圖展示的是部分氨基酸的三維重構(gòu)電子密度圖以及構(gòu)建的原子模型,可以很清楚地看見氨基酸側(cè)鏈,。
孫飛告訴科技日?qǐng)?bào)記者,,結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域科學(xué)家在大量使用冷凍電子顯微成像這項(xiàng)技術(shù)。目前該領(lǐng)域最前沿研究方向是進(jìn)一步改進(jìn)技術(shù)方法,,特別是冷凍樣品制備方面,,進(jìn)一步提高冷凍電子顯微鏡的分辨率和技術(shù)流程通量。這些方面取得突破后,,將使該技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥開發(fā)領(lǐng)域,。
“獲得諾獎(jiǎng)并不表示這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)非常完善?!蓖鹾陚ヒ脖硎?,未來冷凍電子顯微成像技術(shù)還需要很長(zhǎng)的路要走。
王宏偉認(rèn)為,,它需要生物學(xué)家、物理學(xué)家,、計(jì)算機(jī)學(xué)家在方法學(xué)上進(jìn)一步創(chuàng)新,,尤其在解析細(xì)胞內(nèi)精細(xì)結(jié)構(gòu)和生物大分子的結(jié)構(gòu)變化方面進(jìn)一步提升。
“雖然是物理學(xué)的技術(shù),,但給生物物理學(xué)打開了新的天地,,影響不可估量?!睂O飛評(píng)價(jià),。
耐人尋味的是,這并不是顯微成像技術(shù)第一次獲此殊榮,。超分辨率熒光顯微技術(shù)就曾摘得2014年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),。
2
國(guó)內(nèi)應(yīng)用并不落后
令人欣慰的是,我國(guó)在冷凍電子顯微鏡領(lǐng)域并不落后,。
王宏偉介紹,,國(guó)內(nèi)最早做冷凍電鏡是從上世紀(jì)九十年代中期開始,。當(dāng)時(shí)清華大學(xué)隋森芳院士、中山大學(xué)張景強(qiáng)教授,、中科院生物物理所徐偉研究員等都在做這方面研究,。
到二十一世紀(jì)初,冷凍電子顯微鏡技術(shù)逐漸成熟,,中國(guó)一些科研單位開始布局,。
王宏偉告訴記者,2008年清華大學(xué)施一公教授購(gòu)置了亞洲第一臺(tái)高端冷凍電子顯微鏡,,北京大學(xué)醫(yī)學(xué)院,、中科院生物物理所也開始采購(gòu)該設(shè)備。此外,,國(guó)內(nèi)還從國(guó)際上招聘年輕科學(xué)家開始這方面研究,。
圖為施一公教授。
“從2007到2009年,,國(guó)內(nèi)開始在此領(lǐng)域有較大投入并加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè),。國(guó)內(nèi)大部分從事該領(lǐng)域研究的年輕人與此次三位獲獎(jiǎng)?wù)哂幸欢ǖ膸煶嘘P(guān)系?!?王宏偉認(rèn)為,,中國(guó)那時(shí)候開始布局冷凍電子顯微鏡技術(shù)正當(dāng)其時(shí),因?yàn)?013年軟硬件的成熟使該技術(shù)開始顯現(xiàn)出優(yōu)勢(shì),。
孫飛告訴科技日?qǐng)?bào)記者,,施一公教授關(guān)于剪切復(fù)合體的大量研究都是利用這一技術(shù),中國(guó)科學(xué)院生物物理所關(guān)于植物捕光復(fù)合體的高分辨率結(jié)構(gòu)也是利用該技術(shù)來完成,。
“所以這項(xiàng)技術(shù)會(huì)促成一大批突出研究成果出現(xiàn),。”孫飛說,。
目前,,中國(guó)在解析大生物分子結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的研究非常出色,冷凍電子顯微鏡技術(shù)應(yīng)用方面在國(guó)際上也很有影響力,。
但在王宏偉看來,,國(guó)內(nèi)在該技術(shù)方法學(xué)開發(fā)方面還需加大力氣,今年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者就是在方法學(xué)開發(fā)上作出了原創(chuàng)性成果,。
眾所周知,,X射線晶體學(xué)技術(shù)帶來的重要發(fā)現(xiàn)曾多次獲諾獎(jiǎng),冷凍電子顯微鏡技術(shù)是否有同樣可能,?
“這次諾獎(jiǎng)是獎(jiǎng)勵(lì)冷凍電子顯微鏡方法學(xué)上的創(chuàng)新,,將來利用這個(gè)技術(shù)解析出重要分子結(jié)構(gòu),破解重要生物學(xué)問題,完全有可能再得諾獎(jiǎng),,中國(guó)在這方面也大有希望,。”王宏偉說,。
注:文中圖片除注明外均來自網(wǎng)絡(luò)
人民網(wǎng)訊 據(jù)聯(lián)合早報(bào)網(wǎng)消息,新加坡國(guó)大醫(yī)學(xué)院冷凍房今晨發(fā)生火患,,千人緊急疏散