Nature背靠背：冷冻电镜发展到原子级别分辨率水平

来源：BioArt植物

“它打开了一个全新的宇宙”：显微成像技术首次看到了单个原子！

Nature 新闻报道了2020年5月22日同时发表在预印本平台bioRxiv上的两篇关于冷冻电镜里程碑式的突破，将分辨率提高到单个原子水平。这一突破巩固了cryo-EM在绘制蛋白质结构图谱中的主导工具地位。这一突破将帮助研究人员了解蛋白质的生理和病理机制，并有助于开发出副作用更少，效果更好的药物，而这些是其他成像技术（例如X射线）无法做到的。 值得一提的，Nature的这篇报道在推特上让诸多结构生物学领域的专家学者干到惊讶万分（惊讶包含两层意思，一层是惊讶电镜技术额发展，另一层是惊讶Nature开始这么重视未经同行评议的预印本杂志）。

期中一篇研究是由德国马克普生物物理化学研究所的生物化学家和电子显微镜学家Holger Stark。另外一篇是由英国剑桥医学研究理事会分子生物学实验室（MRC-LMB）的结构生物学家Sjors Scheres和Radu Aricescu领导。Stark的团队在新开发的仪器的帮助下获得了1.25-Å分辨率的蛋白质结构，该仪器可确保电子在撞击样品之前以相似的速度传播，从而提高了所得图像的分辨率。Scheres，Aricescu及其团队则使用了不同的技术以发射相似速度传播的电子。他们利用可降低蛋白质样品脱离电子后产生的噪声的技术，并采用了更灵敏的电子检测相机。

虽然取得重大突破，但是仍然存在许多挑战，例如蛋白质的稳定性差异性较大，导致解析更多蛋白质的原子分辨率级别的结构依然是一个难题。这些突破会巩固cryo-EM作为大多数结构研究的首选工具的地位。基于蛋白结构开发药物的制药公司可能更倾向于使用冷冻电镜。但是Stark指出每种技术都有优缺点，冷冻电镜的这些最新进展并不能取代X射线晶体学在解析蛋白结构中的地位。

值得一提的是，5个月后的10月21日，这两篇文章双双在Nature上发表。