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我国冷冻电子显微学发展:守得云开见月明

时间:2015-06-15 14:29:40        来源:仪器信息网 加入收藏

第四届全国冷冻电子显微学与结构生物学专题研讨会在京举行

2015年6月8日-11日,第四届全国冷冻电子显微学与结构生物学专题研讨会在北京举行,本次会议的主题为“中国冷冻电子显微学的新阶段”。这是冷冻电镜研究领域第一次独立举行的全国性会议,相比于2009年在中国电子显微学年会期间二三十人的一个分会场,此次会议的参加人数达到了近200人。来自海内外的华人学者共聚一堂,交流冷冻电子显微学的最新研究成果。

三十年的坚持与守望

据了解,我国在该领域的研究起始于上个世纪八十年代,当时国内的条件非常艰苦,电镜都没有几台,更不用说计算机、软件系统。然而就是在当时那样艰苦的条件下,以清华大学隋森芳院士为代表的老一辈科学家因为看好这一技术的发展前景,依然坚持推进我国在这一领域的研究工作。同时,一直以来许多海外学者对于国内冷冻电子显微学的发展给予了极大的支持和帮助。

隋森芳在此次会议中多次提到海外学者对于我国冷冻电子显微学发展的贡献。他说:“我们所有这个领域的人都不能忘记他们的贡献。在上个世纪90年代,国内的条件非常困难,我们还处在起步阶段。王大能、周正洪他们这些在国外都已经很有名的学者,每次回来都会来我们的实验室,不分日夜的帮我们安装软件、调试程序,手把手的教学生制样,培养学生。一直到现在,程亦凡、隋海心、章佩君、徐晨等许多海外学者还经常到国内来交流和培训学生。”

迎来新的发展阶段

近几年来,随着国家科研投入的加大以及一批优秀的海外学者回到国内。我国在该研究领域与国际先进水平的差距逐渐缩小。在本次会议上就有不少优秀的研究成果展示,如清华大学施一公教授研究组在世界上首次揭示了人源γ分泌酶复合物(γ-secretase)的精细三维结构;清华大学王宏伟、生物物理所刘迎芳课题组合作揭示了A型流感病毒RNA聚合酶复合体的三维冷冻电镜结构等。

另外,还有一些学者已经开始从事方法学的研究,尽力去发展完善这一技术。如:中科院生物物理所孙飞与中国科学院技术研究所张法合作开发了针对断层扫描成像三维重构算法ICON。

北京大学尹长城介绍说:“在2009年第一届会议上,只要是相关的研究,都可以在会议上作报告。但是现在只有高水平的研究成果才有机会展示。”美国匹兹堡大学教授章佩君也表示:“本次会议报告的水平非常高,我们看到了许多一流的研究成果。”

同时为了推进人才培养,近年来国内组织开展了一系列的培训班。如自2008年起每隔一年举行的郭可信电子显微学和晶体学暑期培训班,以及自2013年起每隔一年举行的国际冷冻电镜图像处理技术培训班和今年开始举行的冷冻电镜成像技术培训班。

当前,我国已经有许多年轻的学者成长起来,他们在国际顶尖的实验室做着非常出色的工作,如:英国MRC的白晓辰、畅磊福,还有美国加州大学洛杉矶分校的江健森等。

百尺竿头 更进一步

虽然目前我国在该领域的研究取得了一定的成绩,隋森芳仍然提出:“国内冷冻电子显微学研究这5年的发展非常快,也有一些重要的成绩,但总的来说都还是点,整个领域还需要进一步发展。”

另外,国内科研的软环境与国外相比还是有一定的差距。中科院生物物理所黄小俊介绍说,“目前国内研究所需的一些耗材试剂,需要从国外采购,这样不仅耗时、遇到问题沟通交流也不是很方便。”据了解,有时遇到试剂质量问题,甚至会给科研人员的研究带来不必要的困扰,耽误研究进程。

还有伴随着国内冷冻电子显微学的快速发展,技术人才短缺的问题逐渐显现出来。在本次会议上,国家蛋白质科学研究中心(上海)研究员丛尧,还有浙江大学教授洪健都发出了求贤令,希望能有合适的人才加入工作。洪健在会议中表示:“由于待遇体制等方面的原因,引进课题负责人相对容易,要招到合适的冷冻电镜技术人员却很难。”

科研文化的坚守与传承

近年来,随着冷冻电镜仪器、直接电子探测相机、图像处理算法的发展,冷冻电镜的分辨率取得了革命性的突破,吸引了越来越多研究人员的关注,许多以X射线晶体学、NMR为技术手段的研究人员也开始进入这一领域。

在隋森芳院士看来,我国冷冻电镜领域的研究人员就像一个大家庭,海内外的研究人员关系一直非常融洽。长期以来,大家相互帮助、相互支持,有很多的交流和合作。他殷切的期望这种文化氛围随着该领域人员队伍的壮大,依然能够得到很好的坚守和传承。

同时,隋森芳指出冷冻电镜的工作需要积累,要做好这一工作,需要从样品制备、电镜技术、结构解析,到问题的解决都要去学习,这是一个系列的完整的工作,切忌急功近利,要耐得住性子,仔细的做好这项工作。

据了解,到目前为止我国已经在清华大学、生物物理所、国家蛋白质科学中心(上海)采购并安装了最先进的Titan Krios透射电子显微镜,浙江大学的第一台Titan Krios即将落户,而电镜三维重构技术的发源地英国目前也只有一台类似的冷冻电子显微镜。王宏伟表示:“和老一辈科学家的艰苦条件相比,我们现在的科研环境好了很多,我们应该抓住机遇,做出更好的成绩。”