清华大门生命科学学院传授施一公研讨组不久前在国际期刊《科学》上揭晓了主要的科研功效——剪接体的高分辩率三维构造。工欲善其事，必先利其器。这项环球注目的研讨功效背后，站着一个冷静无闻的豪杰——冷冻电子显微镜。

　　生物学史，能够说是显微镜的开展史。17世纪中叶，英国科学家胡克利用降生不久的显微镜察看软木塞，发明了动物细胞，开启了近当代生物学的大门。尔后，显微镜的放大才能和成像质量不竭提拔，人类对细胞的认知也随之深入和片面。20世纪中叶，美国生物学家沃森和英国物理学家克里克操纵X射线晶体学发明了DNA（脱氧核糖核酸）双螺旋构造，人类的察看极限从亚细胞构造推向了份子构造。这是光学成像时期。

　　但是，在分辩率不竭提拔的同时，光学成像的一些成绩也暴暴露来。光成像的载体是光波，它的波长决议了一套显微装备的分辩率极限。为了到达原子级此外分辩率，波长必需被紧缩到一个很小的范畴，此范畴内的光波被我们称作“X射线”。但是，X射线是个不听话的孩子，不克不及被透镜“征服”，成像艰难。最费事的是，X射线十分抉剔，只能用来对晶体停止研讨。一块铁，自然就是晶体，AG电投厅注册可生物大份子在溶液傍边我行我素、独来独往，构成晶体的能够性微不足道，结晶常常需求详尽地搜刮几十亿种庞大的前提，这个历程偶然会长达数十年。

　　电子显微镜在这类布景下应运而生。电子质量小，比X射线灵巧，能够被电磁场“征服”，便利成像。电子波长也十分小，自然具有极高的分辩才能。在电子显微镜下，生物大份子没必要先完成结晶，在溶液中便可被间接察看，这大大简化了研讨事情。独一的成绩是，卵白质在水溶液中因遭到水份子撞击而挪动，就像不听话的孩子在照相的时分跑来跑去，照不分明。为了增长成像的明晰度，科学家们测验考试了各类法子，最为成熟的即是高温快速冷冻手艺——望文生义，把水冻成冰，卵白质就被牢固住了。但不要小瞧这个“冷冻”，千分之一秒就把水冻到了约零下180摄氏度，被快速冷冻的水都没来得及构成冰晶，就间接被冻到了“玻璃态”——玻璃态的冰比拟较我们一样平常见到的冰晶，份子构造较为松懈，不简单损伤被察看的柔嫩的卵白质。

　　冷冻电镜手艺实践上曾经存在几十年了，为何如今才渐渐被公家所熟悉呢？这是由于从实际到工程完成，需求冗长而艰辛的理论历程。自2013年，华人科学家程开启了冷冻电镜生物学的原子分辩率时期，到现在施一公传授冷艳天下的冷冻电镜功效，短短两年工夫终究绽放了光荣。这个其实不年青却生机兴旺的范畴，还会给我们带来甚么样的欣喜呢？让我们拭目以待。