2017诺贝尔奖：科学发现和技术突破 从“小众”走向“大众”

“看清”分子机制

瑞士生物物理学家雅克·迪波什（JacquesDubochet）、德裔美籍生物物理学家约阿基姆·弗兰克（JoachimFrank）及苏格兰分子生物学家和生物物理学家理查德·亨德森（RichardHenderson）获得2017年诺贝尔化学奖的理由是：研发了冷冻电镜，简化了生物细胞的成像过程，提高了成像质量。冷冻电镜的分辨率能够达到分子级别，同时能够保持生物分子的自然状态。

冷冻电镜的出现让结构生物学蓬勃迅速地发展。凭借冷冻电镜技术，过去两年清华大学在三大科学杂志Cell、Nature、Science(合称CNS)等顶级期刊发表数篇论文。

“虽有古训，‘工欲善其事，必先利其器’，中国文化和社会意识中，每论‘技’常以‘巧’蔑之，忽略技术专研和革新里的原创性努力和坚持。”胡荣贵说。但这一情况正在被当代科学家扭转。

2013年初，冷冻电镜技术取得突破。用施一公的话来说：“以前的照相机技术不行，照片非常模糊，有层霜。2013年，这层霜去掉了。这时候，我们的研究开始突飞猛进。”

去年7月，中国科学院院士、著名结构生物学家施一公教授研究组在Science杂志就剪接体的结构与机理研究发表两篇长文，研究报道了酿酒酵母剪接体激活和剪接反应催化过程中两个重要状态的剪接体复合物近原子分辨率的三维结构，阐明了剪接体的激活和催化机制，从而进一步揭示了前体信使RNA剪接反应的分子机理。

施一公的学生颜宁所在的研究组与中国疾控中心、中科院微生物所高福院士研究组合作，去年5月、8月和9月连续报道了人源胆固醇转运蛋白NPC1的4.4埃分辨率冷冻电镜结构，并探讨了NPC1和NPC2介导细胞内胆固醇转运的分子机制。同时还报道了NPC1与埃博拉病毒GPcl蛋白复合体6.6埃分辨率的冷冻电镜结构，为理解NPC1介导埃博拉病毒入侵的分子机制提供了分子基础。

从埃博拉病毒的研究到阿尔茨海默综合征药物的开发，越来越多生物学家正受益于冷冻电镜技术。施一公去年发表的题为《生物学冷冻电镜在中国的发展》（《Biologicalcryo-electronmicroscopyinChina》）的综述中称：“中国的生物学冷冻电镜(biologicalcryo-EM)已进入快速发展阶段。”

该综述列举了近年来(2008年~2016年)中国内地科研人员发表的多项代表性成果，共计53篇。解析了冷冻电镜在染色质组织、免疫反应、离子通道、光合作用、核糖体生物起源、RNA代谢和病毒结构等研究中的应用。综述得出结论：“尽管冷冻电镜在其他国家也在快速、健康地发展，但是中国的增长速度远超过世界平均水平；并且，这一趋势预计会再持续5~10年。”