世界首次！“幀級”捕捉！

來源：科技日報

◎ 科技日報記者張佳星

“在分子尺度上，即便一種蛋白質也是形態各異的，可以想象成不同的舞蹈動作，但之前的技術很難捕捉到動作的‘每一幀’。”7月12日，中國醫學科學院基礎醫學研究所、北京協和醫學院基礎學院研究員王晨軒在接受科技日報記者采訪時表示，團隊與合作者成功利用掃描隧道顯微技術，對蛋白質形態各異的共存微觀結構進行了系統測量，這在世界上還是首次。

王晨軒團隊與俄亥俄州立大學、國家納米科學中心、加州理工大學、哈佛大學科學家合作完成的該項成果，近日發表在《科學進展》上。

“科學家發展出了很多技術觀測蛋白質結構。”王晨軒解釋，這些方法都對天然蛋白質進行了“加工”，很難呈現它們的“原貌”。不止如此，傳統技術只能給出“群體畫像”，很難呈現出蛋白質分子的“千變萬化”。

那么，有沒有可能完成“所見即所得”的實拍？

“掃描隧道顯微技術是直接對每個分子進行測量，不需要對樣本進行特殊處理，也不涉及平均化，因而能更準確地反映出蛋白質真實的結構，而且具有足夠高的分辨率能反映一種分子、多種結構的蛋白質體系，實現‘所見即所得’。”王晨軒說。

“我們試著在掃描隧道顯微鏡的單原子探針上施加了一個電壓脈沖，保證探針在測量時一直處于單原子水平的尖銳程度，因而獲得超高分辨率的成像圖像。”王晨軒告訴記者，在改進硬件的同時，團隊還編寫了自動化圖像分析與數據處理軟件，增強了數據處理的算力，最終實現了蛋白質分子不同構象變化的“幀級”捕捉。

憑借全新技術，人類將能掌握更清晰的蛋白質結構圖紙，弄清構象與功能的關系，助力超分子材料設計、藥物載體構建等前沿研究。