一种超冷显微镜方法刚刚获得了诺贝尔奖

在低温电子显微镜发明之前，科学家们必须先对细胞进行染色或固定，然后才能在电子显微镜下观察它们。生物化学家雅克·杜波切特、约阿希姆·弗兰克和理查德·亨德森于周三获得了 2017 年诺贝尔化学奖。这一过程通常会导致脆弱的生物结构瓦解，如果没有，电子显微镜的辐射或科学家将细胞放入的真空环境通常会将曾经活着的标本变成糊状。低温电子疗法使科学家能够像在天然液体环境中一样观察细胞——就像它们在我们体内一样。

美国化学学会会长艾利森·坎贝尔说：“为了真正了解这些蛋白质如何工作和发挥功能，观察它们在液体环境中的状态至关重要。”

1975 年，纽约州卫生部的 Joachim Frank 提出了一种理论，可以将当时电子显微镜提供的有限信息组合成高分辨率的 3D 图像。他花了十多年的时间为该软件创建算法，从而使低温电子显微镜成为可能。

1984 年，雅克·杜波切特 (Jacques Dubochet) 领导的团队发表了一篇论文，利用电子显微镜对一种常引起普通感冒的病毒进行成像，这种病毒保存在一层薄薄的水层中，水层冷却得如此之快，以至于它看起来更像玻璃而不是冰。“病毒颗粒似乎没有受到脱水、冷冻或吸附到载体上所造成的损害，而这些损害在为传统电子显微镜制备生物样本时会遇到，”科学团队在论文中写道。“玻璃化样本的低温电子显微镜技术提供了高分辨率观察的可能性，其优势可与任何其他电子显微镜方法相媲美。”1990 年，理查德·亨德森 (Richard Henderson) 发表了第一张细菌蛋白质图片，其分辨率足够高，可以显示每个原子。

从那时起，科学家们就利用冷冻电子显微镜观察了 100 多种分子：导致辣椒灼伤口腔的蛋白质、寨卡病毒细胞、与阿尔茨海默病相关的斑块以及导致抗生素耐药性的蛋白质，这些只是其中的几个例子。获得这些蛋白质更准确、分辨率更高的图像将有助于科学家开发新药和其他疗法来对抗它们引起的疾病。“我希望在我还从事研究工作时我们能有这种技术，”坎贝尔说。“它的潜力尚未实现。”