2017年诺贝尔化学奖揭晓 3位科学家分享奖项 | 将生物化学带向新纪元的技术获得2017年诺贝尔化学奖
2017年诺贝尔化学奖揭晓 3位科学家分享奖项
来源：环球网 作者：张骜
当地时间10月4日，2017年诺贝尔化学奖在瑞典揭晓。瑞典皇家科学院宣布将本年度诺贝尔化学奖授予瑞士洛桑大学科学家雅克·杜邦内特(Jacques Dubochet)、美国哥伦比亚大学科学家约阿希姆·弗兰克(Joachim Frank)和英国MRC分子生物实验室科学家理查德·亨德森(Richard Henderson)，奖励他们发展冷冻电子显微镜技术，使得可以对溶液中的生物分子进行高分辨率结构测定所做出的贡献。
雅克·杜邦内特(Jacques Dubochet)于1942年出生于瑞士。1973年取得瑞士日内瓦大学和巴塞尔大学的博士学位，目前是瑞士洛桑大学生物物理学名誉教授。
约阿希姆·弗兰克(Joachim Frank)于1940年出生于德国。1970年取得德国慕尼黑工业大学博士学位，目前是美国哥伦比亚大学生物化学、分子生物物理学和生物科学教授。
理查德·亨德森(Richard Henderson)于1945年出生于苏格兰爱丁堡。1969年取得英国剑桥大学博士学位，目前是英国剑桥大学MRC分子生物实验室项目负责人。
英国科学家理查德·亨德森
诺贝尔官网写道，图像对于理解十分重要。当人们能够看到肉眼看不到的物体后，才有了很多科学突破。
冷冻电子显微镜技术(cryoelectron microscopy)于20世纪70年代提出，经过近10年的努力，在80年代趋于成熟。它的研究对象非常广泛，包括病毒、膜蛋白、肌丝、蛋白质核苷酸复合体、亚细胞器等等。
一方面，冷冻电子显微镜技术所研究的生物样品既可以是具有二维晶体结构的，也可以是非晶体的；而且对于样品的分子量没有限制。因此，大大突破了X-射线晶体学只能研究三维晶体样品和核磁共振波谱学只能研究小分子量(小于100KDa)样品的限制。
另一方面，生物样品是通过快速冷冻的方法进行固定的，克服了因化学固定、染色、金属镀膜等过程对样品构象的影响，更加接近样品的生活状态。
21世纪初，冷冻电子显微镜都具备自动图像采集系统。CCD(charged-couple device)照相机能快速、动态的记录电子衍射图，但由于像素的限制，其分辨率不如照相胶片。CCD和照相胶片所记录的是生物样品空间结构的二维投影，利用各种计算机软件程序包，可以从电镜的二维图像重构样品的三维结构，即三维重构。已开发出许多软件程序包可供计算机处理使用，大大方便了生物样品的结构重构。
诺贝尔化学奖是以瑞典著名化学家、硝化甘油炸药发明人阿尔弗雷德•贝恩哈德•诺贝尔的部分遗产作为基金创立的5个奖项之一，从1901年至2016年，共颁发了108次，拥有175位获奖者。
诺奖研究就在身边
诺贝尔化学奖自设立以来，就在普惠人们生活的方方面面。
从塑料袋到脸盆，从橡胶鞋垫到汽车轮胎，从尼龙袜到仿珍珠纽扣，高分子材料产品早已扮演起人们衣、食、住、行中的重要角色。
1953年，德国科学家施陶丁格因对高分子化学的研究，获诺贝尔化学奖；1963年意大利科学家纳塔、德国科学家齐格勒对合成高分子塑料的研究，也同样让他们共同获奖。而正因为他们的研究，使各类高分子材料的推广普及拥有了坚实的理论基础。
维生素作为维持生命机能健康的重要组成元素，在鲜花百草欣欣向荣和飞禽走兽繁衍进化里深藏功与名。它们在药房整齐地被码成瓶瓶罐罐，等待需要补充它们的人。
1937年是维生素研究硕果累累的一年，英国科学家霍沃斯因研究碳水化合物和“预防感冒促进皮肤紧致兼有美白功效的”维生素C而获得诺贝尔奖;瑞士科学家卡雷因，也因研究类胡萝卜素、黄素及改善视力的维生素A和推动细胞代谢的维生素B而获奖。
雨衣为什么能防水？有些眼镜为什么能防雾？洗涤剂为什么会有去污作用？表面化学运用在现实生活生产中早已触手可及。1932年，因开创并研究表面化学而获的诺贝尔化学奖的兰茂尔奠定了这一领域的理论基础。获奖后，兰茂尔甚至在其发现的基础上，延伸出了人工降雨的现实应用。
他们与诺贝尔化学奖有着“奇妙的缘分”
若要为人类化学发展编撰一部纪传体的史书，居里夫人绝对是不可或缺的一卷。1911年，她因发现元素钋和镭获得诺贝尔化学奖，而8年前，居里夫妇和贝克勒尔由于对放射性的研究共同获得诺贝尔物理学奖，就此成为世界上第一个两获诺贝尔奖的科学家。
正是源于她的研究，医学界开创性将放射性同位素用于治疗癌症。不幸的是，由于长期接触放射性物质，居里夫人于1934年7月3日因恶性白血病逝世，但她的化学科研天赋并未就此止步，女儿伊伦•约里奥•居里继承了她的衣钵，于1935年获得诺贝尔化学奖，并和丈夫于1948年领导建立了法国第一个核反应堆。
不同科研历程的魅力，赋予一些诺贝尔化学奖得主以传奇色彩。欧内斯特•卢瑟福作为一名国际著名物理学家，曾认为“物理学是科学，其他所谓的科学不过是集邮”。但生活总是充满惊喜和意外，1908年，卢瑟福因“对元素蜕变以及放射化学的研究”获得了诺贝尔化学奖，成为他“一生中绝妙的一次玩笑”。
卢瑟福在科学领域有着杰出贡献，发现并命名了质子，还实现了人工核反应。他也因此被冠以众多头衔--世界知名的原子核物理学之父、继法拉第之后最伟大的实验物理学家、科普利奖章获得者等，他的头像甚至还被印在了新西兰货币的最大面值100元上。
卢瑟福最被人津津乐道的，还是他在“传道授业”方面令人惊叹的成就。在他的学生中，总共有丹麦的玻尔、德国的哈恩、前苏联的卡皮察等10位诺贝尔奖得主，而他的实验室也因此被人称为“诺贝尔奖的摇篮”。
将生物化学带向新纪元的技术获得2017年诺贝尔化学奖
本文转载自Nature自然研(ID：)
原文以Cryo-electron microscopy wins chemistry Nobel为标题
发布在2017年10月4日的《自然》新闻上
原文作者：Daniel Cressey & Ewen Callaway
左：理查德·亨德森（Richard Henderson），中：约阿希姆·弗兰克（Joachim Frank），右：雅克·杜博歇（Jacques Dubochet）
Niklas Elmehed/Nobel Media AB 2017
10月4日，雅克·杜博歇、约阿希姆·弗兰克和理查德·亨德森因开发了冷冻电子显微镜（cryo-EM）技术而获得了2017年的诺贝尔化学奖。该技术通过将电子束打到冻结在溶液中的蛋白质上来获得生物分子结构，有助于研究者观察生物分子样貌。
数十年来，生物学家们一直利用X-射线晶体学方法——通过向结晶的蛋白质照射X射线来获得生物分子结构的图像。但如今实验室正竞相采用冷冻电镜技术，因为它可以获得那些不易形成大晶体的蛋白质的结构图像。颁发这一奖项的瑞典皇家科学院是这样描述的：这一技术“使生物化学迈进了一个新纪元”。
20世纪70年代，剑桥大学MRC（英国医学研究委员会分子生物学）实验室的亨德森与同事Nigel Unwin试图确定细菌视紫红质的形状。这种蛋白可以利用光能使蛋白质穿过细胞膜，但不适用于晶体学技术。因此，二人转向了电镜技术，并于1975年制作了该蛋白质的第一个3D模型。
在同一年代，哥伦比亚大学的弗兰克及其同事开发了一种图像处理软件，用于解析通过电镜照射蛋白质所产生的模糊图像，它可以将模糊的二维图像转换成3D分子结构。
20世纪80年代初，瑞士洛桑大学的杜博歇所带领的科研团队研究出了如何在电子显微镜中使用水，使生物分子可以在溶液中保持其自然形状成像。他的团队开发了一种利用液态乙烷快速冻结蛋白质溶液的方法，使它们在电子轰击下保持相对静止。如此一来，研究人员可以利用电子显微镜，得到比以往分辨率更高的蛋白质结构。
得益于以上研究以及其他进展，亨德森在1990年利用冷冻电镜技术得到了第一张原子级分辨率的蛋白质图像。
尽管为诺贝尔委员会所认可的工作是在20世纪70年代和80年代进行的，但它为近年来众多科学家所称的一场革命奠定了基础。
弗兰克告诉聚集在瑞典皇家科学院的记者们：技术创新可以产生比发现更大的影响。他说：“冷冻电镜将会彻底变革结构生物学。”另外还补充表示，细胞内制造蛋白质的机器——核糖体是他成像过的“最酷”的分子。
Venki Ramakrishnan是众多转向冷冻电镜的研究者之一。他是分子生物学实验室的结构生物学家，因使用X-射线晶体技术确定了核糖体结构而于2009年共享了诺贝尔化学奖。在从《自然》记者那里获知今年化学奖得主时，Ramakrishnan说道：“太棒了，我认为就应该他们获奖。”
与亨德森共事的冷冻电镜专家Sjors Scheres说：“太好了，这是对过去一切发展的高度认可。”前一天两人从莱斯特的会议回来之后，Scheres问亨德森是否会手机不离身，以防诺贝尔委员打电话给他，结果亨德森说诺贝尔奖应该颁给杜博歇。Scheres补充表示，亨德森永远不会说他自己该获奖，但他们三人当之无愧。
Nature|doi:10.1038/nature.2017.22738
诺贝尔化学奖趣谈：最“不务正业”的诺奖奖项？
中新网10月4日电（卞磊） 每年十月的第一周，斯德哥尔摩瑞典科学院都会迎来全世界的瞩目，代表化学研究最高成就的诺贝尔化学奖在这里揭晓。
诺贝尔化学奖是以瑞典著名化学家、硝化甘油炸药发明人阿尔弗雷德-贝恩哈德-诺贝尔的部分遗产作为基金创立的5个奖项之一，从1901年至2016年，共颁发了108次，拥有175位获奖者。在这星光熠熠的长河中，有多少不为人知的趣事呢？
获奖领域变化万千的“诺贝尔理综奖”
2015年的诺贝尔化学奖表彰三位科学家在DNA修复的细胞机制方面的研究。
说起诺贝尔化学奖，不得不提到它的俗名“诺贝尔理综奖”。自1901年首次颁奖以来，诺贝尔化学奖被多次颁发给生物、生物化学、生物物理、物理等领域，可谓是“不务正业”。据统计，2001年至2016年，在已颁发的15个诺贝尔化学奖中，与生物相关的化学奖达10次之多。
2015年的诺贝尔化学奖，就颁给了托马斯-林达尔、保罗-莫德里奇和阿齐兹-桑贾尔，表彰他们在DNA修复的细胞机制方面的研究。
1945年，诺贝尔化学奖甚至被颁给了一个似乎属于农业领域的研究，表彰“对农业和营养化学的研究发明，特别是提出了饲料储藏方法”，不得不说“贵圈真乱”。
当然，这并不是诺贝尔化学奖为了颁奖而“凑数”的“抖机灵”。事实上，诺贝尔奖的颁发一直以来都遵循“宁缺毋滥”的评奖理念，那诺贝尔化学奖为何频频“张冠李戴”？
有分析称，研究生命问题时，研究对象是蛋白质等生物大分子，但在探究其内部细节的功能意义与变化调控时，实际上遵循的是化学规律，理应属于化学范畴。
饶舌又“高冷”？诺奖研究就在身边
资料图：诺贝尔化学奖是以瑞典著名化学家、硝化甘油炸药发明人诺贝尔的部分遗产作为基金创立的5个奖项之一。
尽管诺贝尔化学奖的获奖研究饶舌又“高冷”，但该奖自设立以来，就在普惠人们生活的方方面面。
从塑料袋到脸盆，从橡胶鞋垫到汽车轮胎，从尼龙袜到仿珍珠纽扣，高分子材料产品早已扮演起人们衣、食、住、行中的重要角色。
1953年，德国科学家施陶丁格因对高分子化学的研究，获诺贝尔化学奖；1963年意大利科学家纳塔、德国科学家齐格勒对合成高分子塑料的研究，也同样让他们共同获奖。而正因为他们的研究，使各类高分子材料的推广普及拥有了坚实的理论基础。
维生素作为维持生命机能健康的重要组成元素，在鲜花百草欣欣向荣和飞禽走兽繁衍进化里深藏功与名。它们在药房整齐地被码成瓶瓶罐罐，等待需要补充它们的人。
1937年是维生素研究硕果累累的一年，英国科学家霍沃斯因研究碳水化合物和“预防感冒促进皮肤紧致兼有美白功效的”维生素C而获得诺贝尔奖；瑞士科学家卡雷因，也因研究类胡萝卜素、黄素及改善视力的维生素A和推动细胞代谢的维生素B而获奖。
雨衣为什么能防水？有些眼镜为什么能防雾？洗涤剂为什么会有去污作用？表面化学运用在现实生活生产中早已触手可及。1932年，因开创并研究表面化学而获的诺贝尔化学奖的兰茂尔奠定了这一领域的理论基础。获奖后，兰茂尔甚至在其发现的基础上，延伸出了人工降雨的现实应用。
他们与诺贝尔化学奖有着“奇妙的缘分”
曾两次获得诺贝尔化学奖的居里夫人。
若要为人类化学发展编撰一部纪传体的史书，居里夫人绝对是不可或缺的一卷。1911年，她因发现元素钋和镭获得诺贝尔化学奖，而8年前，居里夫妇和贝克勒尔由于对放射性的研究共同获得诺贝尔物理学奖，就此成为世界上第一个两获诺贝尔奖的科学家。
正是源于她的研究，医学界开创性将放射性同位素用于治疗癌症。不幸的是，由于长期接触放射性物质，居里夫人于1934年7月3日因恶性白血病逝世，但她的化学科研天赋并未就此止步，女儿伊伦-约里奥-居里继承了她的衣钵，于1935年获得诺贝尔化学奖，并和丈夫于1948年领导建立了法国第一个核反应堆。
不同科研历程的魅力，赋予一些诺贝尔化学奖得主以传奇色彩。欧内斯特-卢瑟福作为一名国际著名物理学家，曾认为“物理学是科学，其他所谓的科学不过是集邮”。但生活总是充满惊喜和意外，1908年，卢瑟福因“对元素蜕变以及放射化学的研究”获得了诺贝尔化学奖，成为他“一生中绝妙的一次玩笑”。
卢瑟福在科学领域有着杰出贡献，发现并命名了质子，还实现了人工核反应。他也因此被冠以众多头衔――世界知名的原子核物理学之父、继法拉第之后最伟大的实验物理学家、科普利奖章获得者等，他的头像甚至还被印在了新西兰货币的最大面值100元上。
卢瑟福最被人津津乐道的，还是他在“传道授业”方面令人惊叹的成就。在他的学生中，总共有丹麦的玻尔、德国的哈恩、前苏联的卡皮察等10位诺贝尔奖得主，而他的实验室也因此被人称为“诺贝尔奖的摇篮”。
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