大家好，這里是老上光顯微鏡知識課堂，在這里你可以學(xué)到所有關(guān)于顯微鏡知識，好的，請看下面文章： 德國出生的生物物理學(xué)家，現(xiàn)為哥倫比亞大學(xué)的教授。他以發(fā)明冷凍電子顯微鏡而聞名，對細(xì)菌和真核生物的核糖體結(jié)構(gòu)和功能的研究作出了重要貢獻(xiàn)。弗蘭克被選為美國藝術(shù)和科學(xué)院院士。ES和美國科學(xué)院于2006。在2014，他獲得了本杰明富蘭克林生命科學(xué)獎。
    
     蘇格蘭分子生物學(xué)家和生物物理學(xué)家，他是電子顯微鏡領(lǐng)域的先驅(qū)者之一。1975年，他和奈杰爾·昂文用電子顯微鏡研究了膜蛋白和細(xì)菌視紫紅質(zhì)，發(fā)現(xiàn)膜蛋白具有良好的結(jié)構(gòu)，可以產(chǎn)生α螺旋。近年來，Henderson致力于單粒子電子顯微鏡，它利用冷凍電子顯微鏡來確定蛋白質(zhì)的原子分辨率模型。
    
     Jacques Dubochet 1942出生于瑞士。1973畢業(yè)于瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)和伯爾尼大學(xué)。他是瑞士洛桑大學(xué)的名譽(yù)生物物理學(xué)教授。杜布切特博士領(lǐng)導(dǎo)的小組已經(jīng)開發(fā)出一種真正成熟和可用的快速樣品制備技術(shù)，用于制造不形成冰晶的玻璃狀冰鑲嵌樣品。隨著冷臺技術(shù)的發(fā)展，冷凍電鏡（TEM）技術(shù)得到了廣泛的推廣。
    
     事實(shí)上，早在2015年，自然方法，自然雜志的一個子雜志，命名低溫-EM為今年更流行的技術(shù)。我們邀請了劍橋大學(xué)MRC分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員張凱，系統(tǒng)地介紹了低溫電子顯微鏡的發(fā)展和在這一領(lǐng)域做出巨大貢獻(xiàn)的中國科學(xué)。面試。
    
     低溫電子顯微鏡技術(shù)被授予諾貝爾化學(xué)獎。以下是北京生命科學(xué)研究所研究員何萬忠的評論。
    
     2013年，低溫電子顯微鏡的突破給結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域帶來了一場完美的風(fēng)暴，它迅速席卷了結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域。許多重要的大配合物和膜蛋白的原子分辨結(jié)構(gòu)被逐一解析，并占據(jù)了頂部，而這些結(jié)構(gòu)長期以來無法用傳統(tǒng)的X射線和結(jié)晶學(xué)來解決。程一帆博士，石一鞏博士，楊茂俊博士和劉正峰博士，震驚了全世界。
    
     冷凍電子顯微鏡革命的特點(diǎn)是不需要結(jié)晶和最小樣品尺寸就能快速解析大蛋白質(zhì)復(fù)合物的三維原子結(jié)構(gòu)。技術(shù)領(lǐng)域：直接電子相機(jī)（其中程逸凡博士和李學(xué)明博士對算法作出了重要貢獻(xiàn)）和三維重建軟件。
    
     在這些突破的背后是三個冷凍電子顯微鏡的先驅(qū)：理查德·亨德森、約阿希姆·弗蘭克和雅克·杜布切特，他們分別在基礎(chǔ)理論、重建算法和實(shí)驗(yàn)上作出了重要貢獻(xiàn)。
    
     我親自與三位科學(xué)家進(jìn)行了面對面的交談，同時也閱讀了他們的文章。下面簡要介紹他們的貢獻(xiàn)。
    
     電子顯微術(shù)是在1931發(fā)明的，但在生物學(xué)上的應(yīng)用卻落后于材料科學(xué)。原因是生物樣品中的水含量將是穩(wěn)定的，而電子顯微鏡必須在高真空下工作。因此，如何制備高分辨率的生物電子顯微鏡樣品是一個技術(shù)瓶頸。傳統(tǒng)的重金屬負(fù)染技術(shù)允許重金屬包被在蛋白質(zhì)表面，然后脫水和干燥，以產(chǎn)生適合真空成像的樣品，但這導(dǎo)致樣品r減少。溶出度（高達(dá)1.5納米）。
    
     1968年，劍橋大學(xué)MRC實(shí)驗(yàn)室的Klug博士和他的學(xué)生De Rosier率先開展了負(fù)染噬菌體病毒的電鏡三維重建（Klug博士獲得了1982年諾貝爾化學(xué)獎）。適合電子顯微鏡的CAL樣品1974年，加州大學(xué)伯克利分校的羅伯特·格雷澤博士和學(xué)生肯·泰勒提出并測試了冷凍含水生物樣品的電子顯微鏡成像，該成像可有效減少對高分辨率結(jié)構(gòu)的輻射損傷，維持高真空，以及實(shí)現(xiàn)高分辨率成像。低溫是一種新的概念，胚胎形態(tài)。
    
     1982年，杜布切特博士領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組開發(fā)了一種真正成熟和可用的快速注射冷凍樣品制備技術(shù)，以生產(chǎn)沒有冰晶的玻璃狀冰嵌入樣品。隨著冷床技術(shù)的發(fā)展，冷凍電鏡技術(shù)得到了廣泛的推廣。
    
     根據(jù)Klug博士提出的三維重建技術(shù)，MRC實(shí)驗(yàn)室的Richard Henderson博士和他的同事Unwin博士于1975年創(chuàng)建了二維電子晶體學(xué)三維重建技術(shù)，然后將其應(yīng)用于三維物體的分析。種膜蛋白的結(jié)構(gòu)，細(xì)菌視覺紫嘌呤。結(jié)構(gòu)在1990年達(dá)到3.5A，是一項(xiàng)了不起的工作，但是1988年X射線晶體學(xué)家Michel奪去了類似的膜蛋白結(jié)構(gòu)的項(xiàng)諾貝爾獎。nal晶體是難以生長二維晶體，所以應(yīng)用范圍很窄，而且很容易被X射線晶體測量儀捕獲（我剛開始我的個薄三維晶體項(xiàng)目被捕獲）。
    
     在20世紀(jì)90年代，Henderson博士轉(zhuǎn)向另一種新興的CryoEM三維重建技術(shù)，由Joachim Frank博士開發(fā)的單粒子分析重建技術(shù)，它允許直接成像一系列蛋白質(zhì)或復(fù)雜顆粒而不結(jié)晶，匹配于亨德森博士憑借其深厚的物理學(xué)、電子顯微鏡知識和非凡的洞察力，提出了用原子分辨率實(shí)現(xiàn)低溫EM技術(shù)的可行性，并在理論上做了一系列先進(jìn)的預(yù)測，如電子束引起的光斑漂移必須得到解決，才能為以后的直接電子相獲得原子分辨率，機(jī)器的突破指出了方向，他自己也參與了直接電子相機(jī)的發(fā)展。
    
     因此，亨德森博士是電子顯微鏡革命的發(fā)起者。此外，新的三維重建算法的突破也與亨德森博士的獨(dú)特見解有關(guān)，謝雷斯博士在缺乏非常強(qiáng)有力的論文的情況下被看作招募MRC是因?yàn)樗难邪l(fā)人員。經(jīng)典的ReILon三維重建算法精彩紛呈。
    
     最后，我們將介紹背景物理學(xué)家Joachim Frank博士，他開發(fā)了用于低溫電子顯微鏡的單粒子三維重建技術(shù)。Frank博士是單粒子分析的創(chuàng)始人，單粒子三維重建算法。N和軟件蜘蛛的作者。
    
     弗蘭克，德國的電子顯微鏡學(xué)家，霍普博士和霍普學(xué)派，主張直接三維重建任意形狀的樣本。后來，電子斷層掃描的三維重建和冷凍EM重建技術(shù)與他的早期想法有關(guān)。弗蘭克博士開發(fā)了一系列算法和軟件（SPIDER）來求解蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)而不結(jié)晶。本人的三維重建有一系列重要的開拓性工作，不幸的是，諾貝爾獎的核糖體結(jié)構(gòu)沒有給他?，F(xiàn)在給他一個諾貝爾獎，在三維重建冷凍單粒子。
    
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