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冷凍電鏡研究成果涌現 未來應用前景一片光明
2018年08月07日 09:29:03
來源：中國化工儀器網 點擊量：11169
當前，冷凍電鏡技術已經在結構生物學領域展現出了強大優勢，使得相關研究成果取得了重大突破。與此同時，冷凍電鏡技術還顯示出斷層掃描和三維重建、光鏡和電鏡關聯等應用潛力。施一公院士認為，從發展前景來看，冷凍電鏡技術是與測序技術、質譜技術相提并論的第三大技術。可以預見，隨著冷凍電鏡研究平臺的建設進展加快，冷凍電鏡在結構生物學、細胞生物學、神經學、化學等多個學科的應用將越來越深入。
【中國化工儀器網 本網視點】 冷凍電鏡技術用于掃描電鏡的超低溫冷凍制樣及傳輸，可直接觀察液體、半液體以及對電子束敏感的樣品。通過這一技術，研究人員可將具有活性的生物大分子快速冷凍到液氦溫度，使樣品大限度保持原來形態，從而對生物變化的動態過程做可視化研究。
引導生物領域變革 研究成果接連涌現
傳統電子顯微鏡難以觀測活性生物大分子，且容易對樣品造成電子束輻照損傷。冷凍電鏡技術的出現，為解析蛋白質生物大分子結構提供了手段，成為結構生物學研究的利器。目前，全世界形成了蛋白質結構生物學研究的熱潮，在冷凍電鏡技術的支持下，出現了許多開創性的研究成果。
美國科學家團隊使用冷凍電鏡技術，以迄今高的分辨率確定了端粒酶的結構，人類向開發端粒酶相關療法邁出了重要一步。中國科學院生物物理研究所研究員王祥喜團隊，在原子層面上重構了一種結構和功能極其復雜的皰疹病毒核衣殼，為后續研究病毒核衣殼在神經細胞中的運輸提供了“精細化”結構基礎。中科大合肥微尺度物質科學國家研究中心與生命科學學院畢國強、劉北明和美國加州大學洛杉磯分校周正洪教授合作課題組，在上利用冷凍電鏡技術對完整神經突觸進行系統性定量分析，既推動了對突觸超微結構與功能的解密，又為復雜細胞體系中原位解析生物大分子復合物的組織結構技術研究奠定了基礎。
相關研究布局加快 應用前景十分光明
正如諾貝爾獎官方所言，冷凍電鏡技術“使得生物化學進入一個新時代”。它的出現，不僅解決了生物分子結構解析中的許多難題，還改變了許多生物領域的研究方式，在細胞生物學、醫學、遺傳學、發育學等大部分領域都有廣闊的應用前景。
如今，冷凍電鏡技術引起了多個科研機構、高校的重視，冷凍電鏡平臺建設工作正在火熱開展。2017年5月9日，浙江大學冷凍電鏡中心正式成立，成為目前上設備配置齊全、技術覆蓋面廣泛的冷凍電鏡中心之一，可解析從蛋白復合體到細胞組織的高分辨三維結構。此外，南方科技大學冷凍電鏡實驗室也將于今年年底正式掛牌成立，屆時將同時舉辦研討會，參會者幾乎涵蓋所有冷凍電鏡領域的科學家。南方科技大學冷凍電鏡實驗室擬安裝300千伏冷凍電鏡6臺，200千伏冷凍電鏡2臺，120千伏電鏡2臺，共計10臺冷凍透射電鏡及其它71臺/套相關輔助儀器和樣品制備設備，建成后，將是我國配套全、先進的冷凍電鏡實驗室。
當前，冷凍電鏡技術已經在結構生物學領域展現出了強大優勢，使得相關研究成果取得了重大突破。與此同時，冷凍電鏡技術還顯示出斷層掃描和三維重建、光鏡和電鏡關聯等應用潛力。施一公院士認為，從發展前景來看，冷凍電鏡技術是與測序技術、質譜技術相提并論的第三大技術。可以預見，隨著冷凍電鏡研究平臺的建設進展加快，冷凍電鏡在結構生物學、細胞生物學、神經學、化學等多個學科的應用將越來越深入。
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