Nature 报道冷冻电镜首次捕获生命的原子细节，结构生物学或成最大赢家

来源：生物学霸

正如费曼教授所言，许多科学发现常常都建立在对微观世界进行成功显像的基础之上，随着技术的发展，只要分辨率足够高，在原子尺度上观察生命现象，也只是举手之劳。冷冻电镜作为一种能帮助我们探寻生命微观奥秘的有力技术，在激荡中，已然走过 40 年时光，步入了看清原子的时代。看清原子，冷冻电镜打开了新宇宙。

2020 年 6 月 3 日，Nature 在线发表了题为它打开了一个全新的宇宙：革命性的显微镜技术首次看到了「单个原子」的在线报道，浓墨重彩地介绍了冷冻电镜在分辨上的重大突破。

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究竟是怎么样的突破，让 Nature 不吝赞美之词，用「打开全新的宇宙」、「革命性」来重点推荐呢？

简单而言，就是冷冻电镜再一次打破了分辨率记录，做到了对单个原子以及化学修饰的可视化，也就是所谓的真・原子分辨率。

实现这一突破的有两个课题组。

其一是德国马普生物物理化学研究所结构动力学系 Holger Stark 课题组，该课题组在预印本平台 bioRxiv 上发表了题为 Breaking the next Cryo-EM resolution barrier – Atomic resolution determination of proteins! 的文章，实现了对去铁铁蛋白（apoferritin）结构在原子级别的分辨率（1.25Å）的解析。

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另一项研究则由英国医学研究委员会分子生物学实验室（MRC-LMB）的结构生物学家 Sjors Scheres 和 Radu Aricescu 所领衔的团队完成，该团队在 1.2Å 的分辨率上重建了小鼠去铁铁蛋白（mouse apoferritin）的结构。

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1.2Å 的分辨率对蛋白结构解析来说，确实具有划时代的意义。

尽管当前越来越多已解析的蛋白质结构分辨率能够达到 2-3Å 的范围，并且有部分样品的分辨率高于 2Å，达到了 1.5Å 的水平，但是要达到可以直接可视化蛋白质结构中的真实原子位置，仍然需要更高的分辨率。

Holger Stark 课题组使用了新开发的电子显微镜 Titan Mono-BCOR 获得了 1.25Å 分辨率的蛋白分子结构，第一次让我们看到了蛋白质中的单个原子

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不仅如此，这项技术还能够查看氢原子的密度和单原子的化学修饰，揭示了前所未有的结构细节。

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