[科普中国]-上海科协大讲坛携手科技前沿大师谈 精彩解读2017年诺贝尔化学奖

新华网上海12月1日电 11月30日，由上海科协主办，上海市科普作家协会、新华网“科普中国—科技前沿大师谈”、上海科协大讲坛管理办公室承办的“上海科协大讲坛暨科技前沿大师谈 解读2017年诺贝尔化学奖科普报告会”在沪召开。中国工程院院士钱旭红主持本次活动。

“上海科协大讲坛暨科技前沿大师谈 解读2017年诺贝尔化学奖科普报告会”活动现场

2017年10月，瑞典皇家科学院宣布，将2017年诺贝尔化学奖授予瑞士科学家雅克·杜博歇、美国科学家约阿希姆·弗兰克以及英国科学家理查德·亨德森，以表彰他们在冷冻显微术领域的杰出贡献。消息宣布后，不少科学界人士善意地调侃说，三个做物理研究工作的科学家得了个化学奖。科学界利用三人不断改进的技术，得以高分辨率测定溶液中的生物大分子的三维结构，而又不破坏其形貌，这一突破对生物化学产生了革命性影响。评选委员会更是评价，“冷冻电子显微镜（Cryo-EM）技术将生物化学带入了一个新时代。”那么，冷冻电子显微镜技术到底是一项怎样的技术？

中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所研究员丛尧作题为《冷冻电镜在原子层次解析生命》主旨演讲。她分享了冷冻电子显微镜技术的发展历程以及三位获奖科学奖的研究成果，并对冷冻电子显微镜技术进行科普。

丛尧介绍到，冷冻电子显微镜技术是利用透射电子显微镜观测保存在-180度左右的玻璃态冰中的生物大分子样品的显微结构的技术。该技术已可解析原子分辨率（1.8-3.0 Å）的膜蛋白或超大分子复合体的精细结构。“首先进行冷冻电镜制样，优化冷冻制样条件，筛选合适的样品，之后在冷冻电镜成像过程中收取大量电镜图象数据，再通过计算的方法对收取的随机分布的生物大分子二维投影进行分类、对中和平均，然后通过三维重构来获得生物大分子的三维结构，科研人员再根据冷冻电镜结构进行建模分析。”丛尧对冷冻电镜技术基本工作流程进行了介绍。

丛尧表示，冷冻电镜技术最大的特色是它不需要结晶、需要的样品量很少。“有的生物大分子结晶很困难，甚至长达五年、八年，非常耗时，且有些生物大分子无法结晶。而冷冻电镜技术不需要结晶，并且解析出来的样品是一个在水溶液中比较接近于自然的构象，该技术还可以处理非常大的生物超大分子复合体，这都是它的特色。冷冻电镜技术已经成为结构生物学的主流研究方法之一。”

“上海科协大讲坛暨科技前沿大师谈 解读2017年诺贝尔化学奖科普报告会”活动现场

主旨演讲后，钱旭红、丛尧、中国科学院上海药物研究所研究员余学奎、上海市科普作家协会理事许琦敏围绕我国冷冻电子显微镜技术发展现状、未来发展方向以及实际应用等内容展开精彩讨论，丛尧、余学奎分享了各自从事冷冻电子显微镜技术相关研究的故事。“我在20多年前开始多节段双链RNA病毒的研究。这种病毒基因组的转录受到高度调控，但其作用机制是一个长期未解决的迷。我发现冷冻电镜技术是一个很好的解决方法，当冷冻电镜技术成熟以后，我解析了这种RNA病毒转录过程中不同阶段的原子结构。通过比较转录过程中病毒的结构变化，我发现这种病毒的转录受到一种称作ATP酶的分子所控制。ATP酶激活以后会引起一系列的病毒结构和酶活性改变并最终激活病毒的RNA转录。这一研究过程需要扫描大量照片，扫描的工作机械、重复、无趣，但是看到自己做出来的成果时也还是享受、开心。”余学奎说。

据了解，解读2017年诺贝尔物理奖科普报告会为“上海科协大讲坛暨科技前沿大师谈 解读2017年科学类诺贝尔奖系列科普报告会”之一。该类列报告会通过三场报告，向社会公众权威解读2017年诺贝尔物理学奖、化学奖、生理或医学奖的获奖科研成果。“物理奖”专场解读报告已于11月25日举行，解读2017年诺贝尔生理或医学奖科普报告会将于12月10日召开，本场“化学奖”的解读吸引200余人参加。

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