調皮的諾貝爾化學獎在去年頒給化學科學家之後,今年,又迴歸了“不務正業”的個性。這一次,這個獎頒給了三位生物物理科學家,因為他們在開發冷凍電鏡的過程中貢獻卓越。
瑞典皇家科學院4日宣佈,將2017年諾貝爾化學獎授予瑞士科學家雅克·杜博歇(Jacques Dubochet)、美國科學家約阿希姆·弗蘭克(Joachim Frank)以及英國科學家理查德·亨德森(Richard Henderson),以表彰他們在冷凍顯微術領域的貢獻。三個人將分享諾貝爾化學獎獎金共900萬瑞典克朗(約合110萬美元)
有趣的是,這三位獲得諾貝爾化學獎的科學家是生物物理學家。
眾多科學家表示,這個獎實至名歸
長久以來,人們認為電子顯微鏡只能用於觀察死去的物質,因為電子顯微鏡的電子束會殺死活體,電子顯微鏡的真空管也會讓活體脱水而死。
要想不讓活體脱水死去,可以對它們進行“冷淡保鮮”。上世紀80年代,Dubochet想到了快速冷卻的辦法。他將水引入電子顯微鏡中,併成功實現了水的快速冷凍玻璃化。
為了讓圖像更清晰,1975年到1986年之間,同樣從事生物學研究的Frank開發出一種圖像處理技術,這種技術能夠分析電子顯微鏡生成的模糊2D圖像,並將其合併,最終生成清晰的3D結構。這一突破,讓未來冷凍電鏡的廣泛應用成為可能。
1990年,Henderson又成功地利用一台電子顯微鏡生成了一種蛋白質的3D圖像,圖像分辨率達到原子水平。這次突破奠定了冷凍電子顯微技術發展的基礎。
2013年,美國加州大學程亦凡教授團隊和合作者,使新相機技術成功應用於膜蛋白分子結構分析。這讓冷凍電鏡實現了真正的突破——分辨率達到近原子級別。生物大分子的世界,終於清晰了。
中國科學院生物物理所研究員、蛋白質科學研究平台生物成像中心首席科學家孫飛表示,自從2013年冷凍電鏡技術出現重大突破後,每次國際會議上都會討論,不是討論它是否能獲諾貝爾獎,而是討論獎會頒給誰。
上海交通大學化學化工學院院長朱新遠教授表示,藉助冷凍電鏡技術,不僅對於研究人工合成大分子,對於人體內的DNA、RNA、蛋白質和多糖等生物大分子,都是強有力工具。冷凍電鏡技術,使得外面雖然凍住了,但裏面還是保持原來的結構,它使得人們直接觀察物質世界的手段又進了一步,因此這一次獲諾貝爾化學是實至名歸。
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