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2017年的诺贝尔化学奖由雅克·杜波切（Jacques Dubochet）、约阿希姆·弗兰克（Joachim Frank）、理查德·亨德森（Richard Henderson）三位生物学领域的科学家共享。 三位科学先驱研发出用于溶液中生物分子结构高分辨率测定的冷冻电子显微镜，给结构生物学*领域带来了巨大的突破。 *注：结构生物学主要是用物理的手段，用X-射线晶体学，核磁共振波谱学，电镜技术等物理学技术来研究生物大分子的功能和结构.来阐明这些大分子相互作用中的机制。 雅克·杜波切（Jacques Dubochet） 雅克·杜波切（Jacques Dubochet）1942年出生于瑞士艾格勒。1973年从瑞士日内瓦大学和瑞士巴塞尔大学获得博士学位。 1984年，他发表了开创性论文，通常被认为是为冷冻电子显微镜的起源。雅克·杜波切现为瑞士洛桑大学名誉生物物理学教授。 约阿希姆·弗兰克（Joachim Frank） 约阿希姆·弗兰克（Joachim Frank）1940年出生于德国锡根。1970年于德国慕尼黑工业大学获得博士学位。 他因发明单粒子冷冻电镜（cryo-electron microscopy）而闻名，此外他对细菌和真核生物的核糖体结构和功能研究做出重要贡献。 约阿希姆·弗兰克现为美国哥伦比亚大学生物化学、分子生物物理学及生物科学教授。 理查德·亨德森（Richard Henderson） 理查德·亨德森（Richard Henderson）1945年出生于苏格兰爱丁堡。1969年在英国剑桥大学获得博士学位。现为英国MRC分子生物学实验室项目主任。 他是电子显微镜领域的开创者之一，1975年他通过电子显微镜揭示出膜蛋白具有良好的结构，可以发生α-螺旋。 化学是艾尔弗雷德·诺贝尔的本职工作，也是当时最重要的科学。因此化学是诺贝尔在遗嘱中提到的第二个奖项。 但近年来，诺贝尔化学奖频频颁发给其它领域，今年也不例外，奖项由三位在生物学领域贡献突出的科学家夺得。 结构生物学的兴起离不开高分辨率高精度电子显微镜的发展。 电子显微镜早年在生物学领域的应用明显滞后，原因就在于许多生物分子样品需要以水溶液的形式才能稳定，而电子显微镜则必须在真空环境下才能工作。 而先前的解决方法，例如重金属负染技术，都会导致样品的分辨率降低。 采用负染技术制作的显微图像 雅克·杜波切、约阿希姆·弗兰克、理查德·亨德森三位科学家找到了解决办法——冷冻电子显微镜。 三人对冷冻电镜的基本理论、重构算法和实验方面分别做出了卓越的贡献。 杜波切成功实现水的玻璃化——迅速将水冷却，让其先以液体状态将生物样本包裹，之后立刻变成固体，从而使得生物分子在真空管中仍能保持其自然形态。 采用冷冻电镜技术制作的高精度显微图像 弗兰克则让该项技术获得广泛应用。他开发出一种图像处理技术，能够分析电子显微镜生成的模糊2D图像，并将其合并，最终生成清晰的3D结构。 最终的突破由亨德森完成，他在1990年成功利用一台电子显微镜生成了一种蛋白质的3D图像，图像分辨率达到原子水平。 冷冻电镜下的蛋白质与寨卡病毒 冷冻电镜技术给结构生物学带来了新的突破，让生物学家们可以从更加高效地研究生物分子的奥秘，将生物化学带入了一个新时代。 可以这么说，三位物理功力深厚的教授为生物学领域做出了卓越贡献，最终获得了诺贝尔化学奖，但却实至名归。 *参考资料 诺贝尔奖官网. Press Release: The Nobel Prize in Chemistry 2017. 张笑,梅进. 2017年诺贝尔化学奖揭晓. 科学网. The Nobel Prize's Twitter. Jacques Dubochet. wikipedia. 2017.10.4. Cryo-electron microscopy. wikipedia. 2017.8.28. Richard Henderson (biologist). wikipedia. 2017.10.4. Joachim Frank. wikipedia. 2017.10.4. ____________ 作者系网易新闻·网易号“各有态度”签约作者 |
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