施一公發(fā)表最新綜述：中國(guó)冷凍電鏡成果

2016年09月20日訊 冷凍電子顯微技術(shù)（cryo-electron microscopy, cryo-EM）在結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。早在七八年前，清華大學(xué)就開(kāi)始重視冷凍電鏡技術(shù)，投入了大量資金用于冷凍電鏡設(shè)施的建設(shè)。這個(gè)決定使清華在冷凍電鏡領(lǐng)域，無(wú)論是從科研設(shè)備還是人才成果等方面都躋身世界領(lǐng)先水平。

近期來(lái)自清華大學(xué)生科院的施一公教授發(fā)表綜述：“Biological cryo-electron microscopy in China”，回顧了冷凍電鏡在中國(guó)的發(fā)展歷史，描述了目前的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，并展望了這種技術(shù)將會(huì)為生物學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)什么樣的影響。

冷凍電鏡在中國(guó)的發(fā)展

1950年，錢(qián)臨照教授被領(lǐng)進(jìn)了國(guó)民黨政府在南京廣播公司的倉(cāng)庫(kù)，在那里他發(fā)現(xiàn)了一個(gè)裝滿(mǎn)透射電子顯微鏡 （TEM）部件的集裝箱，這些TEM部件是由英國(guó)Metropolitan-Vickers公司制造，國(guó)民黨政府購(gòu)買(mǎi)后在逃往臺(tái)灣的途中被匆匆留下。錢(qián)臨照教授當(dāng)時(shí)很興奮，立即就決定盡管缺少安裝手冊(cè)，也要組裝這些顯微鏡。

此后在短短不到4年時(shí)間里，錢(qián)臨照教授等人發(fā)表了中國(guó)大陸第一篇電子顯微學(xué)方面的論文，這篇論文也開(kāi)創(chuàng)了中國(guó)利用電子顯微鏡EM探索納米世界的新時(shí)代，之后EM在國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的被應(yīng)用，特別是在鋼鐵和工程行業(yè)中展現(xiàn)了強(qiáng)大功能。

這段時(shí)間許多材料科學(xué)與物理學(xué)的先驅(qū)科學(xué)家為發(fā)展國(guó)內(nèi)EM做出了極大的貢獻(xiàn)，如錢(qián)臨照、郭可信、李方華、馮端和王仁卉等，他們邀請(qǐng)國(guó)外cryo-EM領(lǐng)域的科學(xué)家來(lái)華訪問(wèn)，給年輕的科學(xué)家開(kāi)講座，鼓勵(lì)他們投身這一研究領(lǐng)域。如今國(guó)內(nèi)cryo-EM領(lǐng)域超過(guò)三分之二的科學(xué)家都曾是這些科學(xué)先驅(qū)們的門(mén)生，或受他們的影響。

近年來(lái)冷凍電鏡成果

自上個(gè)世紀(jì)90年代開(kāi)始，國(guó)內(nèi)的一些實(shí)驗(yàn)室開(kāi)始嘗試?yán)秒娮语@微技術(shù)探索生物大分子結(jié)構(gòu)，如來(lái)自清華大學(xué)的隋森芳教授，中科院生物物理所的徐謂研究員，中山大學(xué)的張景強(qiáng)教授，還有湘潭大學(xué)的楊奇斌教授等。雖然經(jīng)費(fèi)不多，高高端儀器更是缺乏，但他們成功構(gòu)建了自己的顯微技術(shù)硬件和軟件，發(fā)表了一些國(guó)內(nèi)期刊論文，并培養(yǎng)了一批研究生，這些學(xué)生中有一些此后在cryo-EM研究中發(fā)揮了重要的作用，如程亦凡。

隋森芳教授1988年自德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)獲得生物物理學(xué)博士學(xué)位之后回到了清華大學(xué)，開(kāi)始進(jìn)行他獨(dú)立的開(kāi)創(chuàng)性的冷凍電鏡研究，當(dāng)時(shí)這個(gè)領(lǐng)域在國(guó)內(nèi)還處于原始階段，隋教授是第一批具有獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家之一。在之后的研究工作中，他帶領(lǐng)著研究組解決了不少生物學(xué)難題，如“寡聚結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變與DegP/HtrA的蛋白酶和分子伴侶活性的調(diào)節(jié)機(jī)制”，以及“突觸囊泡結(jié)合蛋白SytⅠ在鈣和膜脂作用下的寡聚結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變”等。

自2000年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)投入了更多的資金和資源，發(fā)展電子顯微技術(shù)，清華大學(xué)，北京大學(xué)，中山大學(xué)，中科大，中科院，還有NIBS等都開(kāi)始了各自的獨(dú)立研究，國(guó)內(nèi)的K. H. Kuo International Symposium也成為了冷凍電鏡研究領(lǐng)域最重要的會(huì)議之一。

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