冷冻电镜技术“接管”结构生物学

  一项革命性的蛋白质三维形状测定技术正在蒸蒸日上。上周，一个收集由冷冻电子显微镜（cryo-EM）测定的蛋白质和其他分子结构的数据库，获得了第10000个数据条目。

  据《自然》报道，近年来，各实验室向电子显微镜数据库（EMDB，由欧洲生物信息研究所建立，旨在满足学术界对于冷冻电镜数据的需求）提交的数据呈指数级增长，这主要因为全世界实验室cryo-EM数量的爆发式增长。尽管数据库也接收其他电子显微镜结构分析的数据，但其中绝大部分数据来自cryo-EM。

  cryo-EM通过将蛋白质或其他生物分子急速冷冻，并用电子对其轰击，从而生成单个分子的显微图像。它们被用来重建分子的三维形状或结构。这有助于揭示蛋白质如何工作、它们在疾病中如何发挥作用，以及如何用药物靶向它们。

  此前几十年，X射线晶体衍射一直是备受结构生物学家青睐的研究方法，该方法首先使蛋白质结晶，然后用X射线对其连续打击，并根据衍射光的信号模式重建它们的形状。

  X射线晶体衍射法虽然能够生成高质量的分子结构，但并不是所有蛋白质都可轻易使用，因为有些蛋白质在大多数情况下要数月或数年才能结晶，而有些甚至根本没办法结晶。

  这便体现出cryo-EM的优越性，该方法无需蛋白质结晶，但这项技术也存在局限，比如它经常生成低分辨率结构。

  2012到2013年，由于在硬件和软件方面的突破，催生了更灵敏的电子显微镜和可将拍摄到的图像转换成分辨率更高的分子结构的复杂软件。

  该项技术专家、英国剑桥MRC分子生物学实验室（LMB）结构生物学家Sjors Scheres说，这为cryo-EM的迅猛发展铺平了道路。

  LMB结构生物学家Richard Henderson因对cryo-EM技术发展的贡献获得了2017年诺贝尔化学奖。他说，即使在这项技术取得进步后，最初的增长也很缓慢，因为只有少数实验室配置了该设备。但当他们开始使用冷冻技术绘制分子的详细结构图像时，比如被称作蛋白质制造机器的核糖体，这项技术很快就引起了其他科学家及其所在机构和资助者的注意。

  Henderson说：“所有投资于其他研究和做出错误决定的人，花了一年的时间才赶上来。”

  他预计，到2024年，利用冷冻电镜技术测定蛋白质结构的数量将超过X射线晶体衍射法。cryo-EM已经取代了X射线晶体衍射，成为科学家特别感兴趣的研究嵌入细胞膜的蛋白质的工具。许多膜蛋白与疾病有关，可为药物提供靶点。

  此外，Henderson还认为cryo-EM的发展将在某个时期开始放缓。他说，影响其迅速增加的一个因素是成本高，一台如此强大的显微镜其成本可能超过500万英镑（700万美元）。而它们每天的运行成本也高达数千英镑，并且需要专门的实验室来安置，以降低震动。

  Henderson正在努力说服相关公司开发性能好且价格更便宜的cryo-EM，以进一步推广这项技术。（徐锐）

  科技立族立，科技强则国家强。近年来，科学技术创新能力日益成为综合国力竞争的主要的因素，世界各主要经济体将科学技术创新视为未来发展的决定性因素，纷纷加快布局、加大投入，以抢占未来技术制高点。

  10月1日中午，杭州亚运会赛程过半。中国队金牌达到114枚，以218枚奖牌的总数，牢牢占据亚运会奖牌榜第一名的位置。

  由自然资源部组织的中国第13次北冰洋科学考察队27日乘“雪龙2”号极地科考破冰船返回上海，标志着中国第13次北冰洋科学考察任务圆满完成。

  气候变化是当代人类面临的最为紧迫和复杂的全球性危机和挑战之一。尤其是自工业革命以来，在人类活动的主要影响下，世界正经历着以全球变暖为显著特征的气候变化

  从探索星辰大海，到聚焦国家需要，如今，慢慢的变多的青年学生成长为科学技术创新的有生力量。怀揣科技报国理想，太原理工大学学生王煜尘成为中国极地科考史上在站时间最长的大学生。

  在淳安界首体育中心场地自行车女子团体竞速赛现场，中国队选手鲍珊菊、苑丽颖和郭裕芳意气风发，头戴“哪吒”头盔，脚踩“风火轮”，在“碗”状的环形赛道上飞速旋转，以打破亚运会纪录的成绩夺得冠军。

  27日，在哈伊高铁铁力至伊春段伊春西站施工现场，重达556吨的站房屋面球形网架结构顺利顶升到位，标志着由中铁建设集团承建的我国最北高铁站——伊春西站正式封顶。至此，哈伊高铁铁力至伊春段全线站房施工将全面转入站房屋面和装饰装修阶段。

  农业农村部26日召开全国粮油等主要作物大面积单产提升现场观摩暨秋冬种工作部署会。

  建设绿色智慧的数字生态文明，是实现经济转型升级和高水平发展的内在要求。

  随后，慢慢的变多的探测结果为月球“南极”撞击坑底部永久阴影区内存在“水冰”提供了有力证据。

  在位于浙江杭州萧山区的杭州亚运会赛事总指挥部，一块综合智慧大屏正实时更新反映场馆状况的各类数据。

  作为一种旨在收集、保存、解释和利用个人和社区在过去事件中的经历、记忆、观点与情感的研究方法与学科领域，通过积极倾听地球居民的声音，口述史成为理解和探讨个人和社区如何经历、解释、传播与应对气候平均状态随时间的变化的有力工具。

  英国布里斯托大学研究团队用一个模拟温湿度模式的气候模型预测，整个未来超大陆将会超过哺乳动物热应激极限。

  城市的生物多样性包括生态系统多样性、物种多样性和遗传多样性三个由大到小的层面。

  日前，中国科学技术大学郭光灿院士团队在量子密钥分发研究中取得重要进展。

  日前，山东农业大学生命科学学院院长李传友教授团队在国际植物学领域顶尖期刊《自然-植物》在线发表论文。该团队成功克隆出番茄的FS8.1基因，阐明了FS8.1基因调控果形建成的细胞学基础和转录调控网络，

  地球正朝着平均温度上升的方向急速前进。一个气候模型显示，2023年，地球温度有55%的可能性比工业化前水平高出1.5℃。

  “不断尝试、不断试错，才可能有不经意间的发现。”这是陈辉的科研态度。看似“笨拙”的执着，却帮助他走得更远。