冷冻电镜研究成果涌现未来应用前景一片光明

2018年08月07日 09:29:03来源：中国化工仪器网点击：10914

　　【中国化工仪器网本网视点】冷冻电镜技术用于扫描电镜的超低温冷冻制样及传输，可直接观察液体、半液体以及对电子束敏感的样品。通过这一技术，研究人员可将具有活性的生物大分子快速冷冻到液氦温度，使样品大限度保持原来形态，从而对生物变化的动态过程做可视化研究。

　　引导生物领域变革研究成果接连涌现

　　传统电子显微镜难以观测活性生物大分子，且容易对样品造成电子束辐照损伤。冷冻电镜技术的出现，为解析蛋白质生物大分子结构提供了手段，成为结构生物学研究的利器。目前，全世界形成了蛋白质结构生物学研究的热潮，在冷冻电镜技术的支持下，出现了许多开创性的研究成果。

　　美国科学家团队使用冷冻电镜技术，以迄今高的分辨率确定了端粒酶的结构，人类向开发端粒酶相关疗法迈出了重要一步。中国科学院生物物理研究所研究员王祥喜团队，在原子层面上重构了一种结构和功能极其复杂的疱疹病毒核衣壳，为后续研究病毒核衣壳在神经细胞中的运输提供了“精细化”结构基础。中科大合肥微尺度物质科学国家研究中心与生命科学学院毕国强、刘北明和美国加州大学洛杉矶分校周正洪教授合作课题组，在上利用冷冻电镜技术对完整神经突触进行系统性定量分析，既推动了对突触超微结构与功能的解密，又为复杂细胞体系中原位解析生物大分子复合物的组织结构技术研究奠定了基础。

　　相关研究布局加快应用前景十分光明

　　正如诺贝尔奖官方所言，冷冻电镜技术“使得生物化学进入一个新时代”。它的出现，不仅解决了生物分子结构解析中的许多难题，还改变了许多生物领域的研究方式，在细胞生物学、医学、遗传学、发育学等大部分领域都有广阔的应用前景。

　　如今，冷冻电镜技术引起了多个科研机构、高校的重视，冷冻电镜平台建设工作正在火热开展。2017年5月9日，浙江大学冷冻电镜中心正式成立，成为目前上设备配置齐全、技术覆盖面广泛的冷冻电镜中心之一，可解析从蛋白复合体到细胞组织的高分辨三维结构。此外，南方科技大学冷冻电镜实验室也将于今年年底正式挂牌成立，届时将同时举办研讨会，参会者几乎涵盖所有冷冻电镜领域的科学家。南方科技大学冷冻电镜实验室拟安装300千伏冷冻电镜6台，200千伏冷冻电镜2台，120千伏电镜2台，共计10台冷冻透射电镜及其它71台/套相关辅助仪器和样品制备设备，建成后，将是我国配套全、先进的冷冻电镜实验室。

　　当前，冷冻电镜技术已经在结构生物学领域展现出了强大优势，使得相关研究成果取得了重大突破。与此同时，冷冻电镜技术还显示出断层扫描和三维重建、光镜和电镜关联等应用潜力。施一公院士认为，从发展前景来看，冷冻电镜技术是与测序技术、质谱技术相提并论的第三大技术。可以预见，随着冷冻电镜研究平台的建设进展加快，冷冻电镜在结构生物学、细胞生物学、神经学、化学等多个学科的应用将越来越深入。

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