迄今为止最厉害的显微镜,究竟能看到什么?

对生物大分子的结构和功能的深入研究,解决一系列重大的基础科学问题之余,还可以帮助我们了解和认识生命现象的本质。

冷冻保存,相信大家都不陌生。古今中外,冰封一直都是一种有效的保存手段。

将生物样品通过冷冻技术固定在膜上,在低温条件下使用透射电子显微镜观察样品,这种技术被称为冷冻电镜技术。简单地说,这是一种给生物样品或者生物大分子拍高清图片,解析大分子结构的技术。

迄今为止最厉害的显微镜,究竟能看到什么?
图源: Pixabay

或许,有人会问,解析生物大分子的结构有什么意义吗?即便我们知道了生物大分子的结构,然后呢?

要知道,二十一世纪是生命科学的世纪,对生物大分子的结构和功能的深入研究,解决一系列重大的基础科学问题之余,还可以帮助我们了解和认识生命现象的本质。此外,生物大分子要想发挥功能,必须具有特定且相对稳定的结构。了解了生物大分子的结构,将在很大程度上促进那些基于生物大分子结构的新药的研究与开发。

迄今为止最厉害的显微镜,究竟能看到什么?
图源: Pixabay

近年来,结构生物学上很多突破性的进展都源自于冷冻电镜技术。这项技术也在2017年被授予诺贝尔化学奖。

科技的进步,总是能不断地制造惊喜。近日,冷冻电镜技术拍出了一张具有原子分辨率的照片。这张照片一经公布,便轰动全球,因为这是我们首次清晰地看到蛋白质中的单个原子。

蛋白质中的单个原子,是个什么概念呢?这就好比,你在月球上看到的长城不过是一个弯弯曲曲的线条,而在长城脚下,你看到的是一块块石砖堆砌的城墙。

现在,就让我们一睹单个原子的风采吧。

迄今为止最厉害的显微镜,究竟能看到什么?
具有原子分辨率的冷冻电镜图片,图源: 《自然》

参考文献:

  1. Ewen Callaway, “‘It opens up a whole new universe’: Revolutionary microscopy technique sees individual atoms for first time”. Nature News, 03 June 2020.
  2. Yip, K. M. et al, “Breaking the next Cryo-EM resolution barrier – Atomic resolution determination of proteins!” bioRxiv, May 22, 2020.
  3. Nakane, T. et al. “Single-particle cryo-EM at atomic resolution”, bioRxiv, May 22, 2020.

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