高清看生命！2017諾貝爾化學獎授予冷凍電鏡發明者

▎葯明康德/報道

北京時間今天下午5點45分，諾貝爾基金會揭曉了2017年的諾貝爾化學獎獲獎名單。近年來火熱的冷凍電鏡斬獲殊榮。本獎項授予了Jacques Dubochet教授、Joachim Frank教授、以及Richard Henderson教授，以表彰他們在開發冷凍電鏡的過程中做出的卓越貢獻。正是因為他們的努力，人類才得以用極高的解析度看清重要的生物分子。

本次榮獲諾貝爾化學獎的三名科學家

有人說，一圖勝千言，科學研究也是如此。在歷史長河裡，許多重要的發現都是基於人類的觀察。然而，在一些技術所不能及的領域，獲取圖片就成了一樁異常困難的事，也阻礙了人類對自然的進一步理解。在這三名科學家的努力下，冷凍電鏡應運而生。科學家們能將生物分子「凍起來」，並以前所未有的方式對它們進行觀察。這對於理解生命的化學本質，以及對於開發新葯來說，有著決定性的作用！

長期以來，人們認為電子顯微鏡不適合觀察生物分子，因為強大的電子束會破壞生物材料。但是在1990年，Richard Henderson教授成功地使用電子顯微鏡顯示蛋白質的三維圖像，達到原子級解析度。這一突破性成果證明了用電子顯微鏡進行生物分子成像的潛力。

Joachim Frank教授讓這項技術變得有普遍應用價值。在1975年到1986年之間，他研發出了一種圖像處理方法，能通過分析和合併電子顯微鏡的模糊二維圖像，揭示一個清晰的三維結構。

Frank教授降低了圖片分析的門檻

Jacques Dubochet教授將水添加到了電子顯微鏡中。液態水在電子顯微鏡的真空環境下中蒸發，從而瓦解了生物分子。在上世紀80年代初，Dubochet教授成功的把水進行了玻璃化（vitrifying water）——他把水冷卻得如此迅速，以至於水可以在生物樣本周圍凝固。這樣一來，即使在真空環境中，生物分子也能保持其自然形狀。

Dubochet教授的創新設想

隨後，冷凍電鏡的每一部分得到了進一步的優化。2013年，這項技術終於臻於成熟，讓科學家們能輕鬆地看清生物分子的結構。在過去的幾年裡，這一領域迎來了井噴。從抗體蛋白到剪接體結構，一個全新的世界出現在我們面前。

生物世界從未變得如此清晰

冷凍電鏡的誕生讓我們得以暢想未來。也許有一天，所有生命的複雜結構都能以原子的清晰度展現在人類面前。我們相信，在那一刻，人類對生命的理解會上升到一個全新的高度，帶來生物化學的新紀元。今日授予這三名科學家的諾貝爾化學獎，也是對他們突破性貢獻的最佳認可！

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