冷显微镜技术革新了生物化学

我们可能很快就能获得原始分辨率的生命复杂机器的详细图像。2017年诺贝尔化学奖授予Jacques Dubochet，Joachim Frank和Richard Henderson，用于开发低温电子显微镜，这既简化又改善了生物分子的成像。这种方法将生物化学带入了一个新时代。

图片是理解的关键。科学突破通常建立在人眼看不见的物体成功可视化的基础上。然而，生物化学地图长期以来一直充满空白，因为现有的技术很难生成生命分子机器的大部分图像。冷冻电子显微镜改变了所有这一切。研究人员现在可以在运动中冻结生物分子，并可视化他们以前从未见过的过程，这对于对生命化学和药物开发的基本理解起着决定性作用。

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长期以来人们认为电子显微镜仅适用于成像死物，因为强大的电子束会破坏生物材料。但在1990年，理查德亨德森成功地使用电子显微镜以原子分辨率生成蛋白质的三维图像。这一突破证明了该技术的潜力。

约阿希姆弗兰克使该技术普遍适用。在1975年至1986年间，他开发了一种图像处理方法，其中电子显微镜的模糊二维图像被分析和合并以显示清晰的三维结构。

Jacques Dubochet将水添加到电子显微镜中。液态水在电子显微镜的真空中蒸发，这使得生物分子坍塌。在20世纪80年代早期，Dubochet成功地进行了玻璃化水 - 他将水冷却得如此之快，以其液体形式固化在生物样品周围，使生物分子即使在真空中也能保持其自然形状。

在这些发现之后，电子显微镜的每个螺母和螺栓都得到了优化。2013年达到了理想的原子分辨率，研究人员现在可以定期生成生物分子的三维结构。在过去几年中，科学文献中充满了从导致抗生素抗性的蛋白质到寨卡病毒表面的各种图像。生物化学现在正面临着爆炸性的发展，并且将为一个令人兴奋的未来做准备。

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