低溫冷凍電子顯微鏡將生物化學帶入新時代

2020-12-05 河北日報

據新華社斯德哥爾摩10月4日電（記者李驥志、 付一鳴）瑞典皇家科學院4日宣布，將2017年諾貝爾化學獎授予瑞士科學家雅克·杜博歇、美國科學家約阿希姆·弗蘭克以及英國科學家理察·亨德森，以表彰他們在冷凍顯微術領域的貢獻。

評選委員會說，科學發現往往建立在對肉眼看不見的微觀世界進行成功顯像的基礎之上，但是在很長時間裡，已有的顯微技術無法充分展示分子生命周期全過程，在生物化學圖譜上留下很多空白，而低溫冷凍電子顯微鏡（Cryo—EM）將生物化學帶入了一個新時代。

理察·亨德森改進了傳統電子顯微鏡，取得了原子級解析度的圖像；約阿希姆·弗蘭克開發了一種圖像合成算法，能將電子顯微鏡模糊的二維圖像合成清晰的三維圖像；雅克·杜博歇發明了迅速將液體水冷凍成玻璃態以使生物分子保持自然形態的技術。這些發明使低溫冷凍電子顯微鏡的各部件得到優化。

相關焦點

  • 電子冷凍顯微鏡:利用廉價技術製作高解析度圖像
    哈勒-維滕貝格馬丁路德大學(MLU)的生物化學家們使用標準電子低溫顯微鏡獲得了令人驚訝的好圖像，與更複雜的設備拍攝的圖像不相上下。他們幾乎在原子水平上成功地確定了鐵蛋白的結構。他們的成果發表在《PLOS ONE》雜誌上。近年來，電子低溫顯微鏡變得越來越重要，特別是在揭示蛋白質結構方面。
  • 2017諾貝爾化學獎:三科學家發明冷凍電子顯微鏡
    北京時間10月4日下午5點45分許，諾貝爾獎評委會主席格榮·漢森（Goran Hansson）宣布，因發明用於生物分子的高解析度結構測定的冷凍電子顯微鏡（cryo-electron microscopy），瑞士洛桑大學的雅克·杜伯謝（Jacques Dubochet）、美國哥倫比亞大學的約阿希姆·弗蘭克（Joachim Frank）和英國劍橋大學的理查·亨德森（Richard Henderson）獲得
  • 新冠病毒原子圖曝光:低溫電子顯微鏡助力研製疫苗
    （圖像源自新聞視頻截圖）2月19日，美國科學家團隊宣布，通過低溫電子顯微鏡成像＋冷凍電鏡（cryo－EM）技術，創建了首個新冠病毒附著並感染人類細胞部分的3D原子尺度結構圖。該研究團隊已向世界各地的研究人員發送了新冠病毒S蛋白高清結構圖片，包括中國的許多團體，這將有助於中國疫苗的研發。該模型結構還能夠幫助科學家開發新蛋白，結合到刺突的不同部位，阻止其發揮功能，治療已經感染新冠肺炎病毒的患者。
  • 低溫電子顯微鏡成像技術有望精確鎖定和成像病毒體
    原標題：低溫電子顯微鏡成像技術有望精確鎖定和成像病毒體 去年，一種名為低溫電子顯微鏡的尖端科學成像技術獲得了諾貝爾化學獎，該委員會稱其為「生物化學革命」。這項技術使科學家們第一次能夠在自然狀態下可視化生物分子， 而一年之後，這項技術就已經開闢了一些激動人心的可能性。
  • 冷凍電鏡技術為何能獲得2017年諾貝爾化學獎及其發展趨勢
    , cryo-EM, 也稱為低溫電子顯微鏡技術）用於確定溶液中的生物分子的高解析度結構。」科學家們將蛋白進行大塊結晶通常需要多年的時間。而很多基礎蛋白分子，例如嵌在細胞膜上的蛋白，或是形成複合體的蛋白卻無法被結晶。X射線晶體衍射技術（X-ray crystallography）即將成為歷史，冷凍電子顯微技術引發結構生物學乃至生物化學變革。冷凍電子顯微鏡技術引發生物化學變革我們可能很快就會獲得複雜生命系統的詳細原子解析度圖片。
  • 結構生物學裡程碑:低溫電子顯微鏡技術時代來臨
    這是世界上最先進的低溫電子顯微鏡之一：低溫電子顯微鏡通過電子束對冷凍的生物分子進行成像，從而得到分子的三維結構。　　低溫電子顯微鏡震驚了結構生物學。過去30年裡，低溫電子顯微鏡揭示了核糖體、膜蛋白和其它關鍵細胞蛋白的精細結構。這些發現都發表在頂級雜誌上。結構生物學家們表示，毫不誇張地說，低溫電子顯微技術正處於革命之中：低溫電子顯微鏡能夠快速生成高解析度的分子模型，這一點遠超X射線晶體衍射等方法。依靠舊方法獲得諾獎的實驗室也在努力學習這一技術。
  • 冷凍電子顯微鏡技術帶來結構生物學領域新革命
    前不久，2017年諾貝爾化學獎頒給了德裔生物物理學家阿希姆·弗蘭克和英國分子生物學家和生物物理學家理察·亨德森，以表彰他們發展了冷凍電子顯微鏡技術。浙江大學對冷凍電鏡技術同樣十分重視，由學校自籌資金6000萬建立冷凍電鏡中心，這在國內首開先例。
  • 諾貝爾低溫電子顯微鏡成像技術有望精確鎖定和成像病毒體
    去年，一種名為低溫電子顯微鏡的尖端科學成像技術獲得了諾貝爾化學獎，該委員會稱其為「生物化學革命」。這項技術使科學家們第一次能夠在自然狀態下可視化生物分子，而一年之後，這項技術就已經開闢了一些激動人心的可能性。現在，科學家們已經用它以前所未有的細節對高潛力的致癌病毒進行成像，現在讓他們思考如何通過基因改造來更好地完成這項工作。
  • 低溫電子顯微鏡終於打破了原子解析度的障礙
    低溫電子顯微鏡揭示了載鐵蛋白的原子細節，載鐵蛋白是一種中空的球形蛋白質複合物，可存儲鐵 或者，您可以凍結蛋白質的副本並用電子轟擊它們，這是一種較低解析度的方法，稱為冷凍電子顯微鏡（cryo-EM）。現在，科學家們首次將cryo-EM的解析度提高到了原子水平，從而使他們可以精確定位各種蛋白質中單個原子的位置，其解析度可以與X射線晶體學相媲美。 「這真是太神奇了，」密西根大學安阿伯分校的低溫電磁學專家梅拉妮·奧希說。
  • 冷凍電子顯微鏡首次看到了單個原子
    改變分子成像技術的改變遊戲規則的技術稱為冷凍電子顯微鏡，可產生迄今為止最清晰的圖像，並且首次可分辨蛋白質中的單個原子。通過使用低溫電子顯微鏡達到原子解析度，研究人員將能夠以前所未有的細節了解蛋白質的工作原理，而這些工作原理是其他成像技術（例如X射線晶體學）無法輕易檢查的。
  • 冷凍電子顯微鏡技術-探索生命奧秘的「利器」!
    大家好，小林今天和大家聊一聊這個冷凍電子顯微鏡技術。這項技術可能大多數人都不了解，也有可能聽都沒聽說過，甚至有人會說這麼高大上的東西和我們平常老百姓有啥關係？但今天小林就和您講一講它和我們普通老百姓的關係。
  • 《自然》雜誌:低溫電子顯微鏡達到了原子解析度水平
    在今天的《自然》雜誌上，刊登了一篇重要研究論文，題為：「低溫電磁法測定原子解析度的蛋白質結構」，這種稱為低溫電子顯微鏡的結構生物學技術已經獲得了在蛋白質中定位單個原子的能力。核磁共振光譜，X射線晶體學和低溫電子顯微鏡是目前使用的三種主要結構生物學技術。在這三種方法中，低溫電子顯微鏡已成為當前確定大型動態複合物結構的有效方法，事實證明，其他方法很難獲得這種認知。研究人員報導了使用稱為單粒子低溫電子顯微鏡的方法獲得的最清晰的圖像，從而首次確定了蛋白質中單個原子的位置。
  • 冷凍電鏡:新時代蛋白質科學和藥物研發的利器
    冷凍電鏡新技術的不斷湧現將為蛋白質科學、生物醫學及細胞生物學的發展提供更大的機遇。在國家大力倡導新基建的背景下，建設電鏡中心等先進產業創新基礎設施必將有效推動上海及張江生物蛋白質科學和生物醫藥產業的快速發展。
  • 冷凍電子顯微鏡技術獲新突破,精度達單個原子|科學要聞
    · 生物技術 · 冷凍電子顯微鏡技術獲新突破，精度達單個原子 冷凍電子顯微鏡技術通過利用電子顯微鏡對冷凍固定的生物大分子進行成像，通過計算機軟體對所攝取的生物大分子圖像進行圖像處理和計算，並確認生物大分子的結構和形狀。
  • 是誰將光學顯微鏡帶入納米時代?【知力百科】
    而人類所能看到的光波長在400納米（1納米=10-9米）到700納米左右，因此200納米或0.2微米一直是一般光學顯微鏡解析度無法突破的瓶頸。在光學顯微鏡發明後的幾百年間，微米左右的物體一直是人類所能觀察到的最小尺度。直到20世紀初電子顯微鏡的問世，人類才開始看到納米大小的物體。但是「顯納鏡」這個詞並沒有被廣泛使用。現今，顯微鏡已不代表是只能看見微米尺度的儀器。
  • 劃時代的冷凍電鏡技術--中國數字科技館
    獲獎理由是「開發出冷凍電子顯微鏡技術（也稱為低溫電子顯微鏡技術）用於確定溶液中的生物分子的高解析度結構」，簡化了生物細胞的成像過程，提高了成像質量。　　引領這些技術突破的背後離不開亨德森、弗蘭克和迪波什三位冷凍電鏡領域的開拓者分別在基本理論、重構算法和實驗方面的早期重要貢獻。諾貝爾獎官方表示：「三人的貢獻令生物分子的成像變得更簡單和清晰，讓生物化學進入了一個新時代。我們可能很快就能在原子解析度上獲得複雜的生命裝置的精細圖像。」
  • 深圳首次揭秘滅活新冠病毒真實形貌:採用冷凍電子顯微鏡
    IT之家3月6日消息 據深圳市第三人民醫院消息，近日，深圳國家感染性疾病臨床醫學研究中心/南方科技大學第二附屬醫院(深圳市第三人民醫院）與南方科技大學聯合，從臨床新冠肺炎病例獲取生物樣本，首次使用冷凍電子顯微鏡觀察到新冠病毒經滅活後的真實形貌，為新冠病毒的識別、鑑定和臨床相關研究提供重要的超微影像基礎。