看到不可能赢得化学诺贝尔的显微镜

日期:2017-12-17 10:45:02 作者:萧偿杵 阅读:

安迪科格兰(Andy Coghlan)荧光显微照片显示两栖动物细胞的核膜被破坏以准备细胞分裂(图片来源:Visuals Unlimited / SPL)观察脑细胞中的个体记忆,行动中的DNA和阿尔茨海默病中的斑块形成现在都是可能的感谢两位美国人和一位德国人的进步,今天获得了他们今年的诺贝尔化学奖,该奖项由弗吉尼亚州Ashburn的Howard Hughes医学研究所的Eric Betzig分享,William“W E.加利福尼亚州斯坦福大学的Moerner和德国哥廷根马克斯普朗克生物物理化学研究所的Stefan Hell他们的聪明才智让生物学家无法进入纳米级的生物世界,将显微镜变成了“纳米镜”为了取得成功,他们不得不克服一个名为阿贝衍射极限的天然屏障,这个屏障是在一个世纪前发现的,当通过传统的显微镜观察时,它使所有物体的尺寸小于百万分之二米他们的努力最终导致了超分辨荧光显微镜的发展,这是一种常规观察比阿贝极限更小的活物体的方法,包括病毒,蛋白质,小有机分子和细胞内的微小腔室 “获奖者的工作使我们能够实时观察生活过程,”瑞典乌普萨拉大学的MånsEhrenberg说 “这意味着我们可以观察DNA,因为它被阅读并转化为蛋白质,与疾病相关的蛋白质如何在包括阿尔茨海默氏症在内的脑部疾病中聚集,甚至在学习过程中大脑神经元的变化,”Ehrenberg说地狱说,这种方法使理论上可以查看所有对象,无论多么小 “它显示细胞处于分子水平,这对于了解细胞是如何工作以及如果细胞病变会出现什么问题非常重要,”他说,并呼吁宣布 “这对理解生理学和疾病非常重要”完全绕过阿贝限制的问题最终在2005年被Eric Betzig破解,他通过生成在溶酶体中工作的单个蛋白质的显着图像来展示他的解决方案,细胞中的细胞室碎片被分解并回收 Betzig在溶酶体膜上标记了数百万个天然分子,其中一个额外的分子来自水母,称为绿色荧光蛋白,其发现于2008年获得诺贝尔奖当暴露在某些波长的光线下时,这些蛋白质会暂时发出明亮的绿光,并准确显示它们的位置通过拍摄标记蛋白质的小子集的图像然后将图像合并在一起,Betzig产生了克服阿贝极限的合成图像其他研究人员的突破为Betzig的最终解决方案铺平了道路例如,在1989年,Moerner成为第一个检测单个荧光分子的科学家,而不是来自充满分子的试管的集体荧光这为生物中单个蛋白质的荧光标记打开了大门,这项技术最终由Betzig在绿色荧光蛋白的帮助下应用与此同时,地狱是1994年第一个突破极限的技术,该技术依赖于使生物样品中的天然分子在红色激光的紧密“套管”内暴露于蓝色激光下发荧光袖子保持图像从蓝光紧紧聚焦到超出阿贝极限的单个点,并且通过在整个细菌细胞上精心地运行光束,地狱建立了大肠杆菌细菌的图像比以前的任何显微镜图像细三倍现在,这项技术成为研究所有活细胞及其内部过程的主要技术地狱主要集中在观察脑细胞之间的联系,而Moerner研究了蛋白质如何加重亨廷顿病,一种退行性脑病,而Betzig一直在研究胚胎中的细胞分裂更多关于这些主题: