诺贝尔奖陆续公布：题材高冷，成果实用

冷冻显微术、引力波、人体生物钟分子机制都有什么用？

瑞典皇家科学院4日宣布，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贡献。

诺贝尔化学奖

解读冷冻显微术

“抓拍”生命分子的高清照片

在生物体内，无数复杂分子不断地运动着，形成又拆解、结合又分离，通过这些过程来实现各种生理功能。如果能任意“抓拍”高清照片、看清某个分子在特定瞬间的模样，将使我们更深入地理解生命如何运作。

近几年来迅速蹿红的低温冷冻电子显微术(Cryo—EM)就是这样一种“抓拍”手段。2017年诺贝尔化学奖的三位获奖者对该技术的发展作出了关键贡献。

20世纪80年代初，工作于欧洲分子生物学实验室的雅克·杜博歇提出了“急速冷却”方案，奠定了低温冷冻电子显微术样本制备与观察的基本技术手段。

电子显微镜观测的样本通常是只含一层分子的薄膜，可以视为二维的。对大量散布的同一种分子拍摄二维图像，再把这些图像整合起来，就可以得到该分子的三维图像。20世纪70年代，在纽约沃兹沃思研究中心工作的约阿希姆·弗兰克开始进行这种“三维重构”的理论研究，开发出了多种数学工具和图像处理方法。

1990年，英国剑桥分子生物学实验室的理查德·亨德森小组报告了他们对一种色素蛋白进行的三维重构，这项成果是低温冷冻电子显微术的重要里程碑，证明“冷冻样本-二维成像-三维重构”的确可以得到高分辨率的三维图像。它标志着一种研究生物大分子结构的新方法已经成形，其思路与X射线晶体学迥异，可以给生物体内溶液中、处于工作状态的分子“抓拍”快照。

近几年来，传统的电子显微术照相机被可以直接检测电子的设备取代，解决了图像转换导致细节丢失的问题，这个重大进展也是亨德森的贡献。低温冷冻电子显微术的“高清时代”终于来临。

诺贝尔生理学或医学奖

解读人体生物钟分子机制

解决失眠的钥匙

从蓝绿藻到真菌、从植物到动物，地球生命普遍拥有一套内置的时钟，以24小时为周期调节生理活动，以适应我们这颗行星的自转和昼夜变化。获得2017年诺贝尔生理学或医学奖的三位科学家，在分子水平上揭示了生命时钟怎样“滴答”走动。