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文章來源：網(wǎng)絡

北京時間10月4日傍晚消息，2017年諾貝爾化學獎正式揭曉，瑞典皇家科學院宣布將本年度諾貝爾化學獎授予瑞士科學家Jacques Dubochet,美國科學家 Joachim Frank和英國科學家Richard Henderson，獎勵他們發(fā)展冷凍電子顯微鏡技術(shù)對溶液中的生物分子進行高分辨率結(jié)構(gòu)測定所做出的貢獻。

有意思的是，今年諾爾貝化學獎頒給了生物領(lǐng)域，而獲獎者卻是物理學家（多數(shù)都有物理學背景）。雖然諾貝爾化學獎常被稱為“諾貝爾理綜獎”，但今年的獲獎結(jié)果再次揭示物理、化學、生物等理科領(lǐng)域科研方向日益鮮明的跨學科或?qū)W科綜合的特征。

觀教君想起近日參加人大附中“新教學講堂”講座時，中科院物理所所長、中國物理學會秘書長方忠所分享的觀點——隨著科學的發(fā)展，物理、化學、生物等不同學科的邊界越來越小，研究的都是“物質(zhì)的道理”。

來看看三位科學大咖都是誰？

雅克·杜邦內(nèi)特（Jacques Dubochet），1942年出生于瑞士Aigle地區(qū)，1973年，取得瑞士日內(nèi)瓦大學和巴塞爾大學博士學位，目前是瑞士洛桑大學生物物理學名譽教授。

約阿希姆·弗蘭克（Joachim Frank），1940年出生于德國Siegen地區(qū)，1970年，取得德國慕尼黑工業(yè)大學博士學位，目前是美國哥倫比亞大學生物化學、分子生物物理學和生物科學教授。

理查德·亨德森（Richard Henderson），1945年出生于蘇格蘭愛丁堡，1969年取得英國劍橋大學博士學位，目前是英國劍橋大學MRC分子生物實驗室項目負責人。

業(yè)內(nèi)人士分析，此次諾貝爾化學獎又頒給生物領(lǐng)域，不得不讓人聯(lián)想到它的俗名“諾貝爾理綜獎”。自1901年首次頒獎以來，諾貝爾化學獎被多次頒發(fā)給生物、生物化學、生物物理、物理等領(lǐng)域，可謂是“不務正業(yè)”。據(jù)統(tǒng)計，2001年至2016年，在已頒發(fā)的15個諾貝爾化學獎中，與生物相關(guān)的化學獎達10次之多。

關(guān)于2017年諾貝爾化學獎在科學研究領(lǐng)域的價值，新浪科技今天刊文對于“用于生物分子研究的冷凍電鏡技術(shù)”進行了解讀：

我們或許即將獲得有關(guān)生命復雜機制在原子層面分辨率的詳細圖像。2017年的諾貝爾化學獎授予雅克·杜邦內(nèi)特、約阿希姆·弗蘭克以及理查德·亨德森，他們開發(fā)了冷凍電鏡技術(shù)，這項技術(shù)簡化并大大提升了生物分子成像的質(zhì)量，從而將生物化學領(lǐng)域帶入了一個嶄新的時代。

圖像是理解的關(guān)鍵。科學上的突破常常源自對于人類肉眼不可見的物體實現(xiàn)成功的可視化。然而，我們關(guān)于生物化學方面的地圖卻長期以來一直充斥著大片的空白，因為我們現(xiàn)有的技術(shù)在對生物分子進行結(jié)構(gòu)成像時遭遇嚴重困難。冷凍電鏡技術(shù)的出現(xiàn)改變了這一切。研究人員現(xiàn)在可以將運動著的生物分子進行冷凍并將他們前所未見的過程機制進行成像，這不僅對于生命化學過程基本機制的理解，對于制藥等領(lǐng)域也都是至關(guān)重要的。

電子顯微鏡長期以來一直被認為只適用于對“死的物質(zhì)”，或者說靜止的物質(zhì)進行成像，因為強大的電子束流會破壞脆弱的生物材料。但在1990年，理查德·亨德森成功地使用電子顯微鏡得到了原子層面分辨率的蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)圖像。這一成就證明了這項技術(shù)的巨大潛力。

約阿希姆·弗蘭克讓這項技術(shù)進一步實用化。在1975年到1986年期間，他開發(fā)了一套圖像處理方法，能夠?qū)﹄娮语@微鏡獲得的模糊二維圖像進行分析并產(chǎn)生精細的三維圖像。

雅克·杜邦內(nèi)特將水加入了電子顯微鏡。在1980年代早期，杜邦內(nèi)特成功實現(xiàn)了“水的玻璃化”——通過快速降溫，他讓水在保持液態(tài)的前提下在生物樣本周圍迅速固態(tài)化，從而讓生物分子能夠在真空腔內(nèi)保持其自然狀態(tài)下的形態(tài)。

在這些基礎(chǔ)之上，電子顯微鏡的各種結(jié)構(gòu)部件都經(jīng)過了優(yōu)化設(shè)計，終于在2013年，科學家們實現(xiàn)了符合指標的原子層面分辨率?，F(xiàn)在，科學家們使用冷凍電鏡技術(shù)分析生物分子三維結(jié)構(gòu)已經(jīng)是一種常規(guī)做法。在過去的數(shù)年間，生物科學論文中到處都是這樣的圖像——從研究導致抗藥性的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，到寨卡病毒的外觀圖像。生物化學正迎來一次大爆發(fā)，迎接光輝的未來。