這些從2012年左右獲得應(yīng)用的探測器，能以每秒幾十幀的速率捕捉單一分子的速射圖像。與此同時，諸如Scheres等研究人員編寫了復(fù)雜的軟件程序，將上千幅2D圖像轉(zhuǎn)變成在很多情況下可與晶體學(xué)解析的分子圖像質(zhì)量相媲美的3D模型。

　　冷凍電鏡適合能忍受電子轟擊而不會四處晃動的穩(wěn)定、大型分子，因此通常由幾十個蛋白制成的分子機器是很好的目標(biāo)。而研究證明，沒有什么比由RNA相互纏繞支撐的核糖體更加合適了。通過X射線晶體學(xué)解析核糖體結(jié)構(gòu)的方法，讓3位化學(xué)家獲得了2009年諾貝爾化學(xué)獎。過去幾年里，不同的研究團隊迅速發(fā)表了來自眾多生物體的核糖體冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，包括*人類核糖體高分辨率模型。在由分享了2009年諾貝爾獎的Venki Rama krishnan領(lǐng)導(dǎo)的LMB實驗室，X射線晶體學(xué)在很大程度上變得無人問津。他認為，對于大型分子來說，“冷凍電鏡將大幅取代晶體學(xué)技術(shù)的預(yù)測是可靠的”。

　　今年5月，加拿大多倫多大學(xué)結(jié)構(gòu)生物學(xué)家John Rubinstein和他的同事利用約10萬幅冷凍電鏡圖像，創(chuàng)建了一種名為V-ATPase、形狀類似轉(zhuǎn)子的酶的“分子影片”。V-ATPase通過燃燒三磷酸腺苷(ATP)推動質(zhì)子進出細胞液泡。“我們看到的是一切事情都在靈活進行。”Rubinstein說，“它在彎曲、扭動和變形。”在他看來，這種酶的靈活性能幫助其高效傳遞ATP釋放的能量。

　　統(tǒng)治結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域

　　像任何新興領(lǐng)域一樣，冷凍電鏡領(lǐng)域也有著成長的煩惱。一些專家擔(dān)心，競相利用此項技術(shù)的研究人員會產(chǎn)生有問題的結(jié)果。2013年發(fā)表的一種艾滋病病毒表面蛋白的結(jié)構(gòu)，便受到科學(xué)家的質(zhì)疑。他們認為，用于構(gòu)建模型的圖像是白噪聲。從那以后，雖然其他團隊產(chǎn)生的X射線和冷凍電鏡模型對原始模型提出了挑戰(zhàn)，但這些研究人員一直堅守他們的成果。

　　今年6月，在高登會議上，想要更多質(zhì)量控制的研究人員通過一項決議，督促各期刊為審稿人提供關(guān)于冷凍電鏡結(jié)構(gòu)如何被創(chuàng)建的細節(jié)資料。

　　成本也會減緩此項技術(shù)的擴散。據(jù)Scheres估算，LMB每天花費約3000英鎊運行其冷凍電鏡設(shè)備，還要加上1000英鎊的電費。大部分電費是由儲存和處理圖像所需的計算機產(chǎn)生的。“對于很多實驗室來說，這是一項很高的開支。”

　　為了讓冷凍電鏡的使用更加便利，一些資助者建立了研究人員能預(yù)定時間的共享設(shè)備?；羧A德·休斯醫(yī)學(xué)研究所(HHMI)在其弗吉尼亞州珍利亞農(nóng)場校區(qū)運營著一個對HHMI資助的研究人員開放的冷凍電鏡實驗室。在英國，由政府和惠康基金會資助的一臺全國性冷凍電鏡設(shè)備，今年在牛津附近的迪德科特開始運行。

　　“人們想要了解冷凍電鏡，已成為當(dāng)下的一股浪潮。”幫助建立上述設(shè)備的倫敦大學(xué)伯克貝克學(xué)院結(jié)構(gòu)生物學(xué)家HelenSaibil表示。

　　追趕這一浪潮的還有紐約洛克菲勒大學(xué)生物物理學(xué)家RodMacKinnon。他因確定了特定離子通道的晶體結(jié)構(gòu)而共同分享了2003年諾貝爾化學(xué)獎，但如今卻在深入研究冷凍電鏡。“我正處在學(xué)習(xí)曲線的陡坡上，而這總是令我興奮不已。”MacKinnon希望利用冷凍電鏡研究離子通道是如何打開和關(guān)閉的。

　　當(dāng)Henderson在1997年反駁說冷凍電鏡將統(tǒng)治結(jié)構(gòu)生物學(xué)世界時，他或許是在口是心非。但將近20年以后，他的預(yù)言已不像當(dāng)時看上去的那么夸張。“如果繼續(xù)發(fā)展下去，并且所有技術(shù)問題都得到解決，冷凍電鏡確實會成為一種占據(jù)統(tǒng)治地位的技術(shù)，而不僅僅是*選擇。”Henderson說，“我們或許已經(jīng)成功了一半。”

　　本文由紫外光老化試驗機廠家偉思實驗儀器收集整理!