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瑞士、美国和英国科学家以冷冻电镜技术分享诺贝尔化学奖

2017-10-05 10:10:13    来源:界面新闻

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北京时间10月4日下午5点45分,诺贝尔奖委员会公布消息,将2017年度诺贝尔化学奖授予瑞士洛桑大学的迪波什(Jacques Dubochet)、美国哥伦比亚大学的弗兰克(Joachim Frank)和英国剑桥大学的亨德森(Richard Henderson)三位教授,以表彰“他们在冷冻电子显微术领域上的贡献。该技术可用来确定溶液中生物分子的高清晰度结构”。

诺贝尔官网上的一则声明指出,图像是理解的关键,科学研究的发展常常建立在物质的可视化过程之上。然而在生物化学领域,现有的技术并不足以帮助人类窥探生物的分子构造,人们曾经以为利用电子显微镜只能看到已死亡的物质,然而冷冻电子显微镜(冷冻电镜)的发展改变了这一切。

在冷冻电镜新技术的帮助下,研究人员可以冻结生物分子的移动,并看到他们此前观察不到的过程。到2013年,研究人员已经得到了完善的原子分辨率下的生物分子结构,实现生物分子的三维重构已逐步常规化。

近年来,科学文献中已然充满了各种各样的图像,从引发抗生素耐药性的蛋白质,到寨卡病毒的表面构造,不一而足。冷冻电镜技术的突破不仅可以促进对生物化学的理解,还可以促进医药产业的发展。而这些都离不开获得今年诺贝尔化学奖的三位科学家的研究突破。

77岁的弗兰克为德裔生物物理学家,自2008年起在美国哥伦比亚大学担任生物化学和分子生物物理学教授。他让单粒子冷冻电镜技术的应用成为现实。弗兰克于2006年入选为美国艺术与科学、美国国家科学院两院院士。2014年获得本杰明·富兰克林生命科学奖。

75岁的迪波什来自瑞士,1973年博士毕业于日内瓦大学和瑞士巴塞尔大学,是瑞士洛桑大学生物物理学教授,曾在欧洲分子生物学实验室工作。

迪波什为电镜技术引入了水。在之前的研究中,液态水会在电镜真空状态下迅速汽化并破坏分子结构。在1980年代初,迪波什发展了使水能够迅速固化的技术,生物分子因此得以在真空状态下保持原样。

72岁的亨德森是英国分子生物学家和生物物理学家,他是电子显微镜领域的开创者之一,近年来专注于发展单粒子冷冻电镜技术的研究。1990年,亨德森利用单粒子冷冻电镜技术成功在原子分辨率级别上实现了对蛋白质的三维重构。

亨德森曾经在英国剑桥大学分子生物学实验室(MRC-LMB)工作多年,并担任过实验室主任。该实验室诞生过多位诺贝尔奖获得者,例如凭借DNA双螺旋结构模型获得生理学或医学奖的沃森和克里克。

自1901年起,诺贝尔化学奖此前共颁发了108次,拥有174位获奖者。值得一提的是,以遗产设立该奖项,发明了硝化甘油炸药的诺贝尔本人就是瑞典著名化学家。

获奖者中,唯一获得过两次诺贝尔化学奖的是英国生物化学家桑格尔(Frederick Sanger)。他在1958年凭借开创蛋白质测序领域,测定胰岛素氨基酸序列而首次获奖,之后在1980年因发明测定DNA序列的方法梅开二度。

根据诺贝尔奖官网统计,诺贝尔化学奖得主的平均获奖年龄为58岁,与诺贝尔生理学或医学奖得主“年龄相仿”。到目前为止,最年轻的化学奖得主是时年35岁的法国科学家约里奥-居里。他和妻子,即居里夫人的女儿因为发现人工放射性而共同获得1935年的诺贝尔化学奖。此外,居里夫人也曾因为发现钋和镭获得过1911年的诺贝尔化学奖。

除了居里夫人母女,诺贝尔化学奖还有两名女性得主,分别是在1964年得奖的英国科学家霍奇金(Dorothy Crowfoot Hodgkin)和2009年得奖的以色列科学家约纳特(Ada Yonath)。

责任编辑:曾新岚
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