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2017年诺贝尔化学奖揭晓

  北京时间10月4日下午5点45分,2017年诺贝尔化学奖揭晓,瑞士、美国和英国三位科学家Jacques Dubochet,Joachim Frank和Richard Henderson获奖,获奖理由是“研发出冷冻电镜,用于溶液中生物分子结构的高分辨率测定”。三人将均分900万瑞典克朗奖金。

Jacques Dubochet

  Jacques Dubochet,1942年出生于瑞士艾格勒。1973年从瑞士日内瓦大学和瑞士巴塞尔大学获得博士学位。现为瑞士洛桑大学名誉生物物理学教授。

Joachim Frank

  Joachim Frank,1940年出生于德国锡根。1970年从德国慕尼黑工业大学获得博士学位。现为美国哥伦比亚大学生物化学、分子生物物理学及生物科学教授。

Richard Henderson

  Richard Henderson,1945年出生于苏格兰爱丁堡。1969年从英国剑桥大学获得博士学位。现为英国MRC分子生物学实验室项目主任。

  冷却显微技术带来生物化学领域的革新

  我们也许很快就能从原子水平上来用细节详实的图像来描述生命这种复杂的运转系统了。2017年的诺贝尔化学奖被授予Jacques Dubochet, Joachim Frank和Richard Henderson,以表彰他们为研发冷冻电子显微技术作出的贡献,这项技术简化并改进了生物分子成像的发展,将生物化学带入一个新时代。

  图像是我们理解一切事物的关键所在。将那些人眼不可见的物体成功地可视化,通常是科研产生突破的基础。但是,生物化学领域的成像技术在过去很长一段时间内是一片空白,原因在于,已有技术很难对生命的分子机制进行太多图像化描述。是冷冻电子显微技术改变了这一切。现在,研究人员可以将活的生物分子进行冷冻,并将那些以前无法看见的生物变化过程实现可视化——这对我们从化学角度了解生命以及研发药物带来决定性的影响。

  长久以来,人们认为电子显微镜只能用于观察死去的生物,因为电子显微镜的电子束会杀死活体。直到1990年,Richard Henderson成功地利用一台电子显微镜生成了一种蛋白质的3D图像,图像分辨率达到原子水平。这次突破奠定了冷冻电子显微技术发展的基础。

  Joachim Frank则让该项技术获得广泛应用。在1975至1986年间,他开发出一种图像处理技术,能够分析电子显微镜生成的模糊2D图像,并将其合并,最终生成清晰的3D结构。

  Jacques Dubochet则将水这种物质引入电子显微镜中。液态水在电子显微镜的真空管里蒸发,从而使得生物分子瓦解。在上世纪80年早期,Dubochet成功实现水的玻璃化——迅速将水冷却,让其先以液体状态将生物样本包裹,之后立刻变成固体,从而使得生物分子在真空管中仍能保持其自然形态。


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