低溫電子顯微術：從生命的微小細節中看見偉大 - 泛科學

杜波克特、法蘭克、與韓德森等人突破性的發現，成就了cryo-EM 的發展，這個方法帶領生物化學進入了 ... 每個電子顯微鏡都有個自的缺點，不過彼此之間有辦法相互補足。

000文字分享友善列印繁|简000化學物語專欄科技能源低溫電子顯微術：從生命的微小細節中看見偉大——2017年諾貝爾化學獎諾貝爾化學獎譯文・2017/10/05・5239字・閱讀時間約10分鐘・SR值573・九年級＋追蹤相關標籤：2017諾貝爾化學獎低溫電子顯微術晶體學波化水茲卡病毒諾貝爾化學獎電子顯微鏡熱門標籤：大麻量子力學CT值女科學家後遺症快篩時間《科學生》科普素養閱讀一篇不到3元!!年訂輸入summer1000，現折1000元文／林宇軒、曹一允、蔡蘊明，合譯於2017年10月5日譯者簡介：林宇軒於台大化學系碩士班畢業，受教於李弘文教授，於瑞典Umeå大學做過一年交換學生。

曹一允在美國德州農工大學攻讀博士，在KarenWooley教授實驗室進行研究，除翻譯本文外亦負責將其中圖片中文化。

蔡蘊明現為台大化學系名譽教授。

將生命捕捉在原子的細節中JacquesDubochet（杜波克特）、JoachimFrank（法蘭克）、與RichardHenderson（韓德森）獲得了今年諾貝爾化學桂冠，表彰他們為取得生命分子的三維影像所發展的一種有效方法。

運用低溫電子顯微術，研究人員現在能將生物分子凍結在行動中並以原子的尺度描繪之，這種技術將生物化學帶入了一個新的紀元。

圖1.使用了低溫掃描式電子顯微技術成像後，進行假色上色（false-coloured）所得到的人類幹細胞。

source–365days:Thebestscienceimagesof2016過去這幾年，各種生物分子機器令人驚訝的結構充斥在各種科學文獻中（圖2）：沙門氏桿菌（salmonella）攻擊細胞所用的注射針；具有抵抗化學治療及抗生素的蛋白質；控制晝夜節律的蛋白質錯合物；光合作用中捕捉光線的反應錯合物以及一個能讓我們聽見的壓力感測器，這些只是現在用低溫電子顯微術（cryogenicscanningelectronmicroscopy,簡稱cryo-EM）顯像的數百個生物分子中的幾個例子。

當研究人員開始懷疑茲卡（Zika）病毒是造成巴西新生兒腦部損傷的流行病元凶時，他們利用cryo-EM來觀察這個病毒，在幾個月內就得到具有原子解析度的病毒三維影像，使得研究者能開始尋找其結構中潛在的藥物標靶。

圖2.過去這幾年研究工作者發表了許多複雜的蛋白質錯合物結構a.一個控制晝夜節律的蛋白質錯合物b.一個讀取耳內壓力變化的感測器，讓我們聽到聲音c.茲卡（Zika）病毒。

杜波克特、法蘭克、與韓德森等人突破性的發現，成就了cryo-EM的發展，這個方法帶領生物化學進入了一個新的紀元，讓它比以前更容易捕捉生物分子的影像。

拍出的蛋白質姿態太僵硬–2017諾貝爾化學獎的開端在20世紀前半頁，生物分子—蛋白質、DNA以及RNA—仍是生物化學的地圖中一塊未知的新大陸。

科學家知道這些分子在細胞內扮演著十分重要的角色，但卻對它們的外觀毫無概念。

直到1950年代，劍橋大學的科學家們把蛋白質結晶放到X射線底下，才能夠第一次看出其波浪和螺旋形的結構。

圖3.DNA雙股螺旋結構。

圖／byqimono@pixabay。

1980年代早期，X射線晶體學與核磁共振譜法（NMRspectroscopy）分別用來研究固體和溶液中的蛋白質。

這種技術不只揭示了蛋白質的結構，也暴露了它們如何移動以及與其它分子相互作用。

多虧了這兩種方法，現在我們有包含數千種生物分子模型的資料庫，能夠用於從基礎研究到藥物發展的各個領域。

然而，這兩種方法都有其根本上的限制。

溶液的核磁共振譜法只適用於比較小的蛋白質，X射線晶體學則需要分子形成結構整齊的晶體，像是水結成冰一樣，而這些晶體影像就像早期相機取得的黑白肖像—它們僵硬的姿態幾乎無法顯示出蛋白質的動力學。

此外，很多分子無法自行排列形成晶體，這讓韓德森在1970年代放棄了使用X射線晶體學—這也正是2017年諾貝爾化學獎故事的開端。

電子顯微鏡會把生物材料燒毀！但韓德森很幸運？韓德森的博士學位是在X射線晶體學的堡壘—英國劍橋獲得的。

他運用X射線晶體學使蛋白質成像，但在試圖結晶一種天然嵌入細胞膜中的蛋白質時碰了釘子。

膜蛋白是相當難以處理的，當它們從原本環境的細胞膜中移除時，經常會堆積成一團無用的物質。

韓德森研究的第一個膜蛋白相當難以製備足夠的量，第二個膜蛋白則是無法結晶。

經過多年的挫敗，他決定轉向唯一可行的替代方案：電子顯微鏡。

圖4.電子顯微鏡。

圖／byPublicDomainPictures@pixabay。

因此，理論上電子顯微鏡的解析度應該遠高於韓德森用來研究膜蛋白的原子結構所需的解析度，但實際上這個計畫幾乎不可行。

1930年代電子顯微鏡發明時，科學家認為這種技術只適用於非活體，因為高解析度影像所需的高強度電子束，會燒毀生物材料。

但若減弱電子束的強度，影像則會失去對比度而變得模糊。

除此之外，電子顯微術需要真空環境，這條件之下生物分子會因周遭水分蒸發而變質。

生物分子乾燥之後會折疊並失去原本的結構，使得到的影像失去意義。

幾乎種種跡象都表明韓德森會失敗，但這個研究計畫被他選擇的特殊蛋白質「菌紫質」拯救了。

迄今最好的還不夠好！菌紫質是一種光合生物體中嵌入細胞膜的紫色蛋白質，用以攫取來自太陽光的能量。

並非像先前一樣把敏感的蛋白質從細胞膜分離，韓德森和他的同事直接把整個紫色的細胞膜放到電子顯微鏡底下，這樣被細胞膜包圍的蛋白質會保持原本的結構。

他們在樣品表面加上葡萄糖溶液，用來保護蛋白質不在真空底下乾掉。

強烈的電子束是一個主要的問題，而其研究人員利用菌紫質分子堆疊在細胞膜中的特性解決了。

他們並未使用全劑量的電子轟擊，改以較弱的電子束流過樣品。

雖然這樣拿到的圖像並沒有很好的對比度，也沒辦法看清個別分子，但這種蛋白質整齊堆疊成相同方向的特性，讓研究人員知道所有蛋白質繞射電子的模式應該幾乎相同，由此他們能夠從繞射圖中計算出更詳細的影像—類似X射線晶體學中使用的數學方法。

下一個階段中，研究人員轉動電子顯微鏡底下的細胞膜，得到許多不同角度的影像。

利用這個方法，在1975年建構了菌紫質結構的粗略3D模型（圖2），顯示蛋白質鏈是如何在細胞膜內穿越七次。

這是當年有史以來用電子顯微鏡得到的蛋白質影像中品質最好的，那7埃（0.0000007毫米）的解析度在很多人心目中留下了深刻的印象。

不過這對韓德森而言還是不夠，他的目標是能夠達到X射線晶體學所能提供的解析度，也就是大約3埃，而他堅信電子顯微術還可做得更好。

圖5.於1975年發表的第一個菌紫質（bacteriorhodopsin）的粗略模型（圖來自於Nature257:28–32）。

得到第一個原子解析度的影像在接下來的幾年，電子顯微術的技術逐漸進步。

鏡片變得更好，加上冷凍技術的進展（我們後續會談到），在測量過程中用液態氮冷卻樣品，防止它們被電子束損壞。

韓德森逐漸在菌紫質的模型中添加更多細節。

為了獲得最清晰的影像，他尋找著世界上最好的電子顯微鏡。

每個電子顯微鏡都有個自的缺點，不過彼此之間有辦法相互補足。

終於，在1990年，也就是發表第一個模型的15年後，韓德森達到了他的目標，並發表了一個解析度到達原子尺度的菌紫質結構（圖6）。

圖6.於1990年韓德森發表了一個解析度到達原子解析度的菌紫質結構。

他因此證明了cryo-EM可以提供與使用X射線晶體學相同細節的影像，這是個關鍵的里程碑。

然而，這個進展是建立在一個特殊的情況：蛋白質能夠自然地在膜中整齊堆疊。

很少有其它蛋白質以這種方式自發地排列。

問題是這種方法可否推廣：能否使用電子顯微鏡從隨機分散在樣品中並以不同方向排列的蛋白質產生高解析度3D影像？韓德森相信有辦法做到，然而其他人卻覺得這只是個烏托邦的理想而已。

在大西洋的另一側，美國紐約州衛生署的法蘭克長期以來也一直在尋找解決這個問題的方案。

1975年，他提出了一個理論上的策略，顯微鏡二維圖像中顯然只能得到的少數資訊，可以合併得到三維高解析度的影像。

他花了超過10年的時間實現了這個想法。

圖7.法蘭克的三圍結構影像分析。

法蘭克去蕪存菁的影像分析法法蘭克的策略（圖7）是將電子顯微鏡所得方位紊亂之蛋白質的微弱影像，利用電腦將之與背景區別開來。

他開發了一種數學方法，使電腦能夠辨識出影像中不同的重複圖形。

接著，電腦將相似的圖形分類到同一組，並將這些圖形中的訊息合併，產生出平均的、更清晰的影像。

藉由這個方法，他得到了一些同種蛋白質但從不同角度照出來的高解析度二維影像。

該軟體的演算法於1981年完成。

下一步，是在數學上確定不同的二維影像如何彼此相關，並且基於這些訊息建立出三維影像。

法蘭克在1980年代中期出版了這個部分的影像分析方法，並用它產生出核醣體表面的模型，那是細胞內製造蛋白質的巨大分子機械。

法蘭克的影像處理方法是cryo-EM的重要發展。

現在讓我們跳回到幾年前—在1978年，當法蘭克將電腦程式優化得更完美的同時，杜波克特被招募到了海德堡的歐洲分子生物學實驗室，以解決另一個電子顯微鏡的基本問題：生物樣品暴露於真空時，是如何乾燥與損壞的。

杜波克特將水變成玻璃1975年，韓德森使用葡萄糖溶液來保護細胞膜以避免脫水，但是這種方法對水溶性生物分子無效。

其他研究人員試圖冷凍樣品，因為冰比水蒸發得慢，不過冰晶會使電子束受到嚴重干擾，使得影像無法分析。

水的汽化是一個主要的難題，然而，杜波克特想到了一個可能的方法：快速將水冷卻，使水分子以液體的形態固化，形成玻璃而不是晶體。

玻璃看起來是固體材料，但實際上卻是一種流體，因為它的分子呈現無序的排列。

杜波克特意識到，如果他能夠將水形成玻璃—也稱為玻化水（vitrifiedwater）—電子束將平均地繞射，並產生均勻的背景影像。

一開始，研究團隊試圖在液氮中-196°C下將微小水滴玻璃化，但只有當他們改用被液態氮冷卻的乙烷時，實驗才會成功。

在顯微鏡下，他們看見了一個過去不曾見過的滴狀物，他們起初認為是乙烷，但是當溫度稍微升高時，分子突然重新排列，形成了一個熟悉的冰晶結構。

這可說是一大勝利—特別是有些研究人員曾斷言不可能使水滴玻璃化。

我們現在相信，玻化水是宇宙中最常見的水之結構。

一種求取對比的簡單技術1982年的突破之後，杜波克特的研究小組迅速開發出了目前仍用於低溫電子顯微鏡的技術基礎（圖8）。

他們將生物樣品—最初是不同形式的病毒—溶解在水中，然後將溶液以薄膜的形式鋪展在細金屬網目上。

他們使用一種似弓的裝置將金屬網目射入液態乙烷中，使薄膜中的水玻璃化。

1984年，杜波克特發表了許多不同病毒的第一張影像，圓形和六邊形的高對比病毒影像襯托在玻化水的背景中。

用於電子顯微鏡的生物材料樣品現在可以更容易地製備了，研究人員們趕快敲著杜波克特的大門來學習新技術。

圖8.杜波克特的玻化法。

從「團塊學」到高清的無碼影像至此，cryo-EM最重要的一塊拼圖已經到位，但影像解析度仍然很差。

1991年，當法蘭克用杜波克特的玻璃化方法製備核醣體並用自己的軟體分析圖像時，他獲得了一個空間解析度為 40埃的三維結構。

這對電子顯微術來說，是一個驚人的進步，但影像只能顯示核醣體的輪廓。

坦白說，它看起來像一群團塊，影像遠遠比不上X射線晶體學的原子級解析度。

由於cryp-EM除了看到不平坦的表面之外，很少能將結構細節顯像出來，所以該方法有時被戲稱為「團塊學（blobology）」。

然而，電子顯微鏡的每個螺帽和螺絲逐漸被優化，這最主要是由於韓德森固執地保持其遠見：電子顯微鏡將有一天能例行地提供顯示到單個原子層次的影像。

解析度一個埃一個埃往前拓展，最終在2013年使用了一種新型的電子探測器，克服了最後的技術障礙（圖9）。

這些進步有賴下列的一些發展：訊號偵測器的進步，導致訊號／雜訊比例以及空間解析度的大幅提升；電子槍的改進；新式相位板有助於相位處理；數據收集的自動化；影像處理技術的改進以及電腦程式的開發。

圖9.電子顯微鏡的解析度在近幾年大幅提升，從大多為模糊無形狀的一團影像，進化成能以原子級的解析度觀察蛋白質（影像來自於MartinHögbom，斯德哥爾摩大學）。

細胞中任何隱藏的角落皆可探索現在夢想已經實現，我們正面對著生物化學中爆炸性的發展。

使得cryo-EM之所以如此的具有革命性是因為它的許多優點：杜波克特的玻化方法容易使用並且只需微量的樣品，由於其快速冷卻的方式，生物分子能在行動中被凍結，使得研究者能捕捉到反應過程中一系列的影像，如此他們能取得暴露出蛋白質如何行動並與其它分子作用的「影片」。

運用cryo-EM也使得我們遠較以往更容易描繪膜蛋白，它們常扮演藥物的標靶角色以及形成巨大的分子錯合物。

不過小分子無法用電子顯微術來研究，但它們可運用核磁共振譜法或X-射線晶體學來顯像。

在法蘭克於1975年提出其廣泛影像處理方法的對策之後，一位研究者寫道：「如果這個方法能完美化，那麼就如同一位科學家所說的，只有天空才會是我們的極限（任何事情都是可能的）」。

現在我們已經到了那兒—天空的極限。

透過杜波克特、法蘭克、與韓德森等人的研究，帶來了「人類最大的利益」。

每一個細胞的角落均可捕捉到原子層次的細節，而生物化學已經準備好迎接一個精彩的未來。

本文轉載自蔡蘊明老師諾貝爾化學獎專題系列，原文為《2017年諾貝爾獎簡介》。

本文譯自諾貝爾化學獎委員會公佈給大眾的新聞稿，原文在官方網站。

若有興趣閱讀進階的資料，可以由此獲得。

發表意見文章難易度剛好太難所有討論 0登入與大家一起討論諾貝爾化學獎譯文13篇文章・ 12位粉絲＋追蹤「諾貝爾化學獎專題」系列文章，為臺大化學系名譽教授蔡蘊明等譯者，依諾貝爾化學獎委員會的新聞稿編譯而成。

泛科學獲得蔡蘊明老師授權，將多年來的編譯文章收錄於此。

原文請參見：諾貝爾化學獎專題系列TRENDING熱門討論即時熱門總是覺得睡不好？教你如何一夜順「睡」25小時前豬圈裡的生活－《食品黑手黨》15小時前相輔相成的數學與科學，誰才真的是「科學的起點」？或許，它們都不是最好的答案——《教出科學探究力》16小時前近視是一種疾病！——認識近視及日常保健懶人包210小時前阿茲海默風暴：通訊作者的辯駁與責任62022/08/03你低頭看得到腳趾嗎？從腳趾頭看人類祖先的生存方式——《人從哪裡來：人類六百萬年的演化史》42022/07/24未知死，焉知生？從南美館《亞洲的地獄與幽魂》爭議看信仰的存在危機32022/07/17貓的痛，AI懂？——貓臉疼痛辨識技術32022/07/21RELATED相關文章讓鏡中世界不再黑白，電子顯微鏡的全新顯像技術—《科學月刊》「把生物分子看得更清楚！」結構生物學最新神器──冷凍電子顯微鏡電子顯微鏡可追蹤石墨烯差排結構第一台電子顯微鏡｜科學史上的今天：4/7000文字分享友善列印000讓鏡中世界不再黑白，電子顯微鏡的全新顯像技術—《科學月刊》科學月刊・2017/03/26・3279字・閱讀時間約6分鐘・SR值556・八年級＋追蹤相關標籤：DAB國中生物彩色成像科學生科普閱讀力大賽螢光顯微技術諾貝爾化學獎錢永健電子顯微鏡顯微鏡熱門標籤：大麻量子力學CT值女科學家後遺症快篩時間《科學生》科普素養閱讀一篇不到3元!!年訂輸入summer1000，現折1000元文／何翰蓁｜慈濟大學醫學系解剖學科副教授。

熱愛形態學，以研究精子細胞內各胞器變化開啟研究生涯，目前觀察對象小至細菌，大至人體。

著有《我的十堂大體解剖課》。

電子顯微鏡的世界只有黑白？顯微鏡的發明，讓我們得以觀察人眼難以分辨的微小世界。

光學顯微鏡以可見光成像，好處是可以利用不同顏色的染劑讓組織不同結構呈現不同顏色，人眼容易判別；缺點則是解像力有限，小於0.2微米的構造，細節難以清楚在顯微鏡下呈現。

電子顯微鏡以電子成像，好處是解像力至少比光學顯微鏡好上1000倍，奈米等級的構造能清晰辨識；缺點則是電子顯微鏡下的世界只有黑白。

光學顯微鏡以可見光成像，好處是可以利用不同顏色的染劑讓組織不同結構呈現不同顏色，讓人眼容易判別。

圖／Pinterest電子顯微鏡下的花粉。

source：wikimedia因為利用電子成像，偏偏人眼無法接收電子訊號，於是電子顯微鏡的設計中，需要將電子訊號轉換成人眼可接收的光訊號，我們才能觀察到樣本在電子束照射下呈現出來的影像。

只是，電子訊號轉換成光訊號時，單純以光強度顯示差異：較多電子訊號的地方較亮，較少電子訊號的地方較暗，也因此，影像通常以灰階、也就是黑白的方式呈現。

黑白與彩色影像在細胞或胞器形態的研究上或許沒有太大的差別，例如：雙凹圓盤狀的紅血球不會因為顏色不同而呈現不同形狀。

然而，光學顯微鏡的一大利器是可以配合不同顏色染劑的使用，藉由色彩的輔助使得不同構造間的區別變得容易許多，同時也使得光學顯微鏡下的世界繽紛多彩。

近年來螢光蛋白的發現與改良，更增添了光學顯微鏡應用的廣度與深度。

例如：利用免疫螢光技術標定細胞內特定的分子，或將特定蛋白質基因序列前加上螢光蛋白的序列，不止能觀察蛋白質在細胞內分佈的情形，甚至還能以螢光追蹤該蛋白質的動態。

尤其螢光染劑有多種不同顏色，使我們得以在同一切片下同時標定，並觀察多種帶有不同色彩訊號的蛋白質。

電子顯微鏡雖然有較高的解像力，但是無法輸出彩色影像。

圖／生物型穿透式及掃描式電子顯微鏡，清華大學貴重儀器中心魚與熊掌能否兼得？然而，光學顯微鏡的解像力有限，即使有了螢光的輔助，很多時候還是必須借助電子顯微鏡，才能釐清發出螢光的區域到底有什麼細微結構，或發生什麼變化。

「如果電子顯微鏡能像光學顯微鏡那樣，可以同時觀察、分別出不同的螢光，那該有多好！」這是許多研究人員都曾有的願望，雖然大家也都清楚電子顯微鏡下看不到可見光的顏色，切片雖然也可透過染色增加對比，但染的是重金屬染劑，藉由蛋白質或核酸等物質與重金屬結合後，產生深染黑灰色的電子緻密區（electron-dense），以便和背景等淡染灰白色的電子透明區（electron-lucent）做區隔。

2016年去世的錢永健博士以他在螢光蛋白的研發及對相關領域的重要貢獻，於2008年獲得了諾貝爾化學獎，他的研究團隊除了擴增螢光在不同技術的應用上，也試圖找出能在電子顯微鏡下觀察螢光的方式，目的除了希望以高解像力的電子顯微鏡進一步確認光學顯微鏡下的發現，更希望能使電子顯微鏡下的影像也呈現不同顏色，使研究人員能更加清楚的辨識不同結構。

馬蘭托（RobertMaranto）是第一個成功在電子顯微鏡下觀察到螢光分子的科學家。

早在1982年，他率先在光學顯微鏡下觀察注射了螢光黃（Luciferyellow）染劑的神經細胞，接著將切片浸泡在含二氨基聯苯胺（diaminobenzidine,DAB）的溶液中，並以藍光照射切片，被激發的螢光黃分子釋出自由基促使DAB氧化，由於氧化的DAB形成的沉澱物可以與重金屬鋨酸結合，因此成功在電子顯微鏡下看到原本螢光黃所在區域出現許多電子緻密的沉澱物。

依據此原理，包含錢永健博士在內的許多研究團隊在接下來的數年間不斷改良此技術，於是有了分子更小、更容易注射到細胞內的螢光染劑；也開發出光氧化後能產生更多沉澱物的螢光染劑等，使螢光轉換成電子緻密沉澱物的效率更好，間接達成在電子顯微鏡下觀察螢光的願望。

傳統的電子顯微鏡在將電子訊號轉換成光訊號時，單純以光強度顯示差異：較多電子訊號的地方較亮，較少電子訊號的地方較暗，也因此，影像通常以灰階、也就是黑白的方式呈現。

圖／wormbook.org新技術遇上的困難可是，不同顏色的螢光在轉換成電子緻密沉澱物後，基本上全變成黑色，無法區別。

前面提過，光學顯微鏡的一大優勢是能在同一切片上，以不同螢光顏色區別不同分子或構造，這在電子顯微鏡下相對困難。

雖然在電子顯微鏡下也有辦法標定及觀察特定分子，利用免疫標定，使帶有黃金顆粒的抗體與標定分子結合上，因為黃金顆粒電子密度高，容易在電子顯微鏡下觀察到，加上可以選擇特定不同大小的黃金顆粒，所以要同時在一片切片上標定兩種以上分子，技術上也是可行的。

然而，攜帶黃金顆粒的抗體分子較大，在已固定的細胞或組織間滲透效果不好，限制了使用的範圍。

雖然這問題可以改用上述氧化DAB產生電子緻密產物的方式解決，也就是讓抗體帶有可氧化DAB的染劑或酵素，或是直接以基因轉殖方式，使欲觀察的蛋白質與螢光蛋白結合，這些方法解決了大分子不易滲透的問題，但是原來電子顯微鏡下的影像就是黑白，沉積的產物也是黑色，反而增加了辨識的難度。

替細胞「染色」的新解答—鑭系元素去（2016）年11月由錢永健博士研究團隊發表在 CellChemicalBiology的文章，則提供了解決方式。

研究團隊合成了帶有特定鑭系元素的DAB，如鑭–DAB、鈰–DAB、鐠–DAB等，以專一性螢光染劑滲透或基因轉殖方式，讓欲觀察的細胞內結構或蛋白質帶有不同的螢光，接著在螢光顯微鏡下，先激發第一種螢光，加入第一種帶鑭系元素的DAB，使沉澱產物中有第一種鑭系元素；適當的去除未反應物後，再激發第二種螢光，加入第二種帶鑭系元素的DAB，使沉澱物中有第二種鑭系元素沉積。

反應後的切片依電子顯微鏡樣本製備方式處理後，在一般穿透式電子顯微鏡下，可以觀察細胞內細微的各式結構，但此時不管何種帶鑭系元素的DAB產物，在顯微鏡下還是不容易和其他深染構造區分。

作者接著以加裝了「電子能量損失能譜儀（Electronenergylossspectroscopy,EELS）」的電子顯微鏡觀察樣本，分析切片中兩種鑭系元素訊號分別出自何處，得到兩種元素的分佈圖，最後將傳統電子顯微鏡影像與兩種鑭系元素分佈圖於繪圖軟體中重疊在一起，並為元素分佈圖套色，使各自帶有不同顏色，如綠色代表鑭，紅色代表鈰，於是得到黑白的電子顯微鏡照片上有綠色和紅色等色彩的呈現。

以鑭系重金屬替電子顯微鏡下的細胞「染色」的示意圖。

圖／MRSBulletin作者選擇鑭系元素有幾個原因，一是他們都是重金屬，在EELS元素分析下訊號容易辨識，另一個則是在DAB氧化時易一起形成沉澱且不易流失。

嚴格說來，作者並非直接在電子顯微鏡下看到彩色的影像，畢竟成像的還是電子，不是光子。

不過本篇文章採用的技術，讓我們可以先利用光學顯微鏡及螢光蛋白科技等優勢，觀察大範圍組織獲得較整體的概念，再藉由電子顯微鏡的高解析度了解奈米層級的結構，同時對標定的分子在細胞內的分佈狀況或交互作用，能藉由顏色的呈現更清楚的與背景影像區別，這對未來細胞顯微結構及分子分佈與功能的研究開啟了另一種可能性。

圖／MRSBulletin〈本文選自《科學月刊》2017年3月號〉什麼？！你還不知道《科學月刊》，我們47歲囉！入不惑之年還是可以當個科青＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿你是國中生或家有國中生或正在教國中生？科學生跟著課程進度每週更新科學文章並搭配測驗。

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然而與此同時，科學家們也宣佈了諸多令人矚目的科學成果，例如觀測重力波、DNA來自三個人的嬰兒以及人工智慧打敗李世乭等。

在這歲末時分，就讓我們與您分享，來自《自然》（Nature）期刊精選出2016年的八大科學新聞。

重力波，Igotyou！相鄰黑洞的靠近引發重力波的漣漪。

圖／PublicDomain在今年2月11日，研究者們宣稱，他們在太空中找到了重力波（gravitationalwave）的證據，方式為透過雷射干涉重力波天文台（LaserInterferometerGravitationalWaveObservatory,LIGO）的探測器，在2015年9月偵測到來自10億年前，兩個黑洞碰撞所產生重力波的訊號。

這項觀測的重要性在於，它進一步證實了愛因斯坦在廣義相對論的預言，認為大質量的天體相互碰撞，或是超新星爆發等天文事件，都可能引發波的漣漪；同時這項觀測也再次為黑洞的存在提供證據。

就在LIGO宣稱結果的數週後，歐洲太空總署的雷射干涉太空天線開路者號（LISAPathfinder）任務，針對新的技術進行了相關測試。

該技術將有機會比LIGO觀測到更大、且更遠的天體所產生的重力波信號。

新世界秩序的誕生！川普在2016年當選美國總統。

圖／ByGageSkidmore,CCBY-SA3.0,wikimediacommons.紛亂的2016年美國總統大選，就在唐納．川普（DonaldTrump）於眾人跌破眼鏡的勝利中劃下句點。

對於科學研究者來說，最關注的在於成為總統後的川普，在政策上將會如何對待科學。

事實上，從川普的競選過程中可以發現，其並未凸顯出科學的重要性。

另外川普的一些觀點是顯而易見的，例如他認為氣候變遷（climatechange）本身是場由中國主導的騙局，並由此做出承諾美國將會退出巴黎氣候變遷協議；順帶一提的是，他還認為孤獨症和童年時期注射疫苗有所關聯。

當川普的政府開始成形之際，科學家們針對新總統對科學的漠不關心提出反對。

在今年11月尾，包含22名諾貝爾得主在內的2300位科學家聯合提交給川普一封信，希望能「堅持科學的誠信與獨立性的高標準，以用來因應當前公共衛生及環境健康的威脅」。

另外，如果各位還記得，今年6月23日英國宣佈脫離歐盟，這件事同時也震驚了當地的科學界。

對於科學家來說，他們擔心這將會使他們失去每年來自歐盟的補助，以及和其他歐盟國家之間的交流。

但略感欣慰的是，英國表示，政府仍將會持續提供科學家研究經費直到2020年。

大膽前進太空吧！被陽光照射一部份的木星。

圖／NASA在2016年，不時出現一些太空任務未盡理想的消息。

今年3月，日本宇宙航空研究開發機構（JapanAerospaceExplorationAgency,JAXA）所研製的X-ray天文衛星「瞳」（Hitomi）在發射一週後失敗了。

根據研究人員推論，失敗的理由在於軟體上的失誤，進而造成太空飛行器的旋轉超出控制。

7月的時候，美國國家太空總署（NationalAeronauticsandSpaceAdministration,NASA）的探測器「Juno」抵達木星，然而由於主引擎的問題，造成火箭升空的延遲，使得運行的橢圓軌道更加接近星球。

雖然這樣的結果使得比原定計劃還要緩慢，不過「Juno」仍持續收集木星的大氣及磁層的數據。

另一方面，歐洲太空總署在今年10月時，作為ExoMars任務的其中一項環節──Schiaparelli著陸器出現問題，原因在於測量上的失誤，導致降落傘在不對的時間點開啟。

以上各種失敗雖讓人有些氣餒，但對太空學界而言，2016年還是有一些令人振奮的成果。

中國在今年8月時，發射了第一顆量子衛星（quantumsatellite），目標在於進行太空中相關安全量子通訊的測試。

而在9月時，中國也在貴州完成了世界最大的單口徑電波望遠鏡。

到了11月，中國發射了長征五號，並且在10月及11月期間送了兩名太空人在天宮二號太空實驗室生活了一個月，這些都創下了過去的紀錄。

CRISPR的爭議基因編輯技術在2016年獲得唐獎，也有更多的研究者開始針對人類胚胎使用CRISPR-Cas9技術。

圖／NIHImageGallery@flickrCRISPR-Cas9是一個至今仍持續發展的新基因編輯工具。

在今年10月28日，一名在中國成都華西醫院的肺癌患者，成為了史上第一位進行CRISPR-Cas9技術的人。

在臨床試驗中，研究者會試圖讓一些原控制免疫系統的細胞失去作用，並讓已編輯的基因增加免疫效果，用以對抗癌症。

然而關於這種技術的商業前景仍有不確定性。

美國專利與商標局宣稱將「干預」兩個研究團隊的訴訟時，關於基因編輯技術的專利權爭論可說達到了最高峰。

另一方面自今年起，有更多的研究者開始針對人類胚胎使用CRISPR-Cas9技術。

當然，這樣的方式引起不少關於該研究領域的爭議，理由在於設計嬰兒的可能性。

話雖如此，目前仍有國家允許這樣的研究，其中包含了中國、英國以及瑞典。

他們認為透過這樣的技術，將可幫助人類未來的發展。

氣候危機的到來綠色的艾菲爾鐵塔，象徵巴黎協議的通過。

圖／usa.gov@flickr來自174個國家及歐盟的代表們，在4月22日地球日這天共同簽署了巴黎氣候協定。

不過事實上若要讓協定生效，需要超過55個國家、並且其加總的溫室氣體排放量要超過全球55%才能成功。

而最大的進步莫過於在今年9月，佔據全球共38%溫室氣體的兩個國家—美國和中國，正式加入巴黎協定。

在一週後，巴西及其他30多個國家也陸續加入，最後由歐盟在10月5日正式底定這場協議，並在11月4日生效。

不過，以上這些並非是唯一為氣候變遷所做的努力。

在今年10月6日，聯合國的國際民用航空組織（InternationalCivilAviationOrganization）決定將針對國際航班減少碳排放量。

而在10月15日，共有197個國家同意修改蒙特婁議定書（MontrealProtocol），藉由逐步淘汰氫氟碳化物等溫室氣體來達到保護臭氧層的目標。

在10月28日，相關國家也打破長達4年的僵局，在南極洲旁的Ross海成立了世界最大的海洋保護區。

茲卡病毒的肆虐巴西因茲卡病毒爆發而導致的相關先天缺陷例如小頭症案例，已成為全球公共衛生的重大議題。

圖／CentersforDiseaseControlandPrevention,PublicDomain,wikimediacommons.今年2月，世界衛生組織（WorldHealthOrganization,WHO）聲明，巴西那些因茲卡病毒爆發而導致的相關先天缺陷案例，已成為全球公共衛生的重大議題。

這些先天缺陷包含小頭症（microcephaly），意為新生兒擁有比一般正常嬰兒更小尺寸的頭腦。

然而縱使茲卡病毒在美洲肆虐，事實上並沒有造成想像中大規模的小頭症及其他茲卡所導致的先天缺陷案例。

即使在巴西，高比例的小頭症患者也只存在於東北部，因此研究人員開始猜想，這種疾病的背後，可能同時存在多種因素的影響。

到了11月18日，世界衛生組織宣佈茲卡病毒與先天缺陷之間的相關案例不再是公共衛生的重大事件，但會持續研究茲卡病毒傳染造成的影響，並發展疫苗。

許多國際研究單位也將繼續為相關問題提出解答，例如受感染的孕婦，會有多少比例生出具有先天缺陷的嬰兒。

鬥智遊戲的頂尖對決！圖／Prachatai@flickr今年3月，來自Google旗下公司「DeepMind」所研發的人工智慧AlphaGo，在圍棋比賽上擊敗了世界知名棋手李世石。

而在10月時，研究者揭示了另一項人工智慧產品，它能在不需預先擁有相關知識的條件下，了解倫敦地鐵複雜的路線分佈。

這些複雜的程序結合記憶與從經驗學習的能力，將人工智慧又更進一步的朝人類邁進。

除了讓人工智慧做以上這些事外，透過大量的深度學習（deeplearning），它同時也能降低60%由機器進行語言翻譯所造成的失誤，並幫助物理學家尋找新的材料。

來自三人的DNA藉由替換缺陷的DNA，避免母親的下一代遺傳到相關疾病。

圖／ZEISSMicroscopy@flickr經過十多年的研究，透過輔助生殖技術（Assisted-ReproductiveTechnology），進而達到結合三個人的DNA研究已取得突破。

這些研究的目的之一，在於避免孩子從上一代的粒線體中遺傳到疾病。

今年9月，研究人員在墨西哥診所宣佈第一個利用此技術的嬰兒誕生了。

另外，就在今年12月15日，根據科學家們建議，英國的人類生殖及胚胎學管理局（HumanFertilisationandEmbryologyAuthority）允許了該項技術在臨床上的使用，並將在2017年開始上路。

以上，為本年度《自然》（Nature）期刊精選的八大科學新聞，其中醫學相關領域就佔了三項，包含茲卡病毒、基因編輯以輔助生殖技術，可謂豐收的一年；另外，雖然本次人工智慧領域只佔一項，但筆者相信，假以時日，一旦AI領域有更大突破，當「科學研究」本身都能藉更臻於完美的人工智慧之手操刀時，在往後的年度科學新聞中，它將會是顆耀眼的巨星。

原始來源：2016innews:Thescienceeventsthatshapedtheyear,Nature發表意見文章難易度剛好太難所有討論 0登入與大家一起討論陳柏成（PoChengChen）12篇文章・ 5位粉絲＋追蹤熱愛自然科學，曾擔任PanSci實習編輯，現於美國夏威夷大學就讀博士班。

如有任何問題，歡迎來信：[email protected]熱門討論即時熱門總是覺得睡不好？教你如何一夜順「睡」25小時前豬圈裡的生活－《食品黑手黨》15小時前相輔相成的數學與科學，誰才真的是「科學的起點」？或許，它們都不是最好的答案——《教出科學探究力》16小時前近視是一種疾病！——認識近視及日常保健懶人包210小時前阿茲海默風暴：通訊作者的辯駁與責任62022/08/03你低頭看得到腳趾嗎？從腳趾頭看人類祖先的生存方式——《人從哪裡來：人類六百萬年的演化史》42022/07/24未知死，焉知生？從南美館《亞洲的地獄與幽魂》爭議看信仰的存在危機32022/07/17貓的痛，AI懂？——貓臉疼痛辨識技術32022/07/21RELATED相關文章CRISPR/Cas9基因編輯技術從何而來，又將帶我們走向何方？－－《改變從心》【GENE思書軒】我們如何閱讀《基因》這部關於生命的有字天書？基因編輯一定有風險，評測CRISPR工具的脫靶率人類的下個階段，從「神獸」開發潛能到「神人」？——《再．創世》專題001文字分享友善列印001「把生物分子看得更清楚！」結構生物學最新神器──冷凍電子顯微鏡研之有物│中央研究院・2019/09/27・4938字・閱讀時間約10分鐘・SR值611・十年級＋追蹤相關標籤：中研院廣告冷凍結構生物學蛋白質諾貝爾化學獎電子顯微鏡熱門標籤：大麻量子力學CT值女科學家後遺症快篩時間本文轉載自中央研究院研之有物，泛科學為宣傳推廣執行單位採訪編輯｜廖英凱、美術編輯｜林洵安冷凍電子顯微術，能在原子尺度，快速且不破壞性地觀察生物分子，榮獲2017諾貝爾化學獎的殊榮，是今日結構生物研究最具發展潛力的技術。

2018年，蔡明道院士主導的中研院研究團隊建置全國首座高解析度冷凍電顯中心，取得與頂尖國際研究團隊競爭的門票，吸引國內外研究團隊申請使用！2019年4月，中研院生化所特聘研究員蔡明道院士和中央大學生命科學系陳青諭助理教授的研究團隊，在《美國化學學會期刊》(JournaloftheAmericanChemicalSociety)，發表了研究團隊如何運用冷凍電子顯微術，揭示酵素在原子尺度的結構。

這是國際上第一篇利用高解析度冷凍電顯技術來探討酶學的論文，期刊並將此次研究成果選為當期封面，呈現出宛如藝術品的蛋白質酵素3D立體結構圖。

4月17日出版的《美國化學學會期刊》，蔡道明院士此次的研究成果「蛋白質酵素3D立體結構圖」，獲選為當期封面，可見原子級的解析力。

圖片來源│《美國化學學會期刊》（JournaloftheAmericanChemicalSociety）冷凍電子顯微術(Cryo-electronmicroscopy,cryo-EM)，是今日結構生物學研究最重要的技術突破。

百年來，生物學家逐漸了解蛋白質、脂、核酸與醣等生物分子對生命運作的影響與機制，但過去缺乏原子級解析度的觀測工具，大大限制了生物學家的「視野」。

近半世紀，觀測技術不斷突破，構築了結構生物學一窺生命奧秘的諸多觀測方法，像X射線晶體學、核磁共振光譜法，以及質譜法，各有優缺點。

冷凍電子顯微術以其原子級的解析力，成為最受期待的觀測神器！結構生物學的新「視」界：冷凍電顯技術在過去，研究者想要看到高解析度的微觀世界，電子顯微鏡絕對是不二選擇。

因為電子波長比可見光還短，使解析度可高於光學顯微鏡，甚至能看見個別原子的位置。

可惜的是，電子顯微鏡也有限度！它使用高強度的電子束照射樣本，還要讓樣本處在真空環境中，導致生物分子會嚴重變質，無法觀測。

2017年諾貝爾化學獎冷凍電顯技術，正可突破電子顯微術的問題。

冷凍電顯技術的問世，起源於蘇格蘭學者韓德森(RichardHenderson)以電子束觀測蛋白質「菌紫質」。

他利用留在細胞膜內的菌紫質不易因真空環境乾掉變形，以及在液態氮的冷凍環境下樣本不易受到電子束破壞的特性，証明了冷凍電顯技術可以用來觀測生物分子，並提供足以媲美X射線晶體學的解析度。

瑞士學者杜波克特(JacquesDubochet)進一步改善冷凍環境！他的設計是：先將液體樣本鋪在金屬網格上，形成如泡沫一般的薄膜，再將薄膜浸入攝氏負190度的液態乙烷。

這時樣本中的水會變成「玻化水」，意思是水凝固時不會產生冰晶干擾觀測，而是形成無結晶的玻璃化狀態。

如此一來，就算將樣本放在真空的環境，也不會影響到樣本的結構。

第一步：將樣品放在金屬網上，並移除過多的樣品，樣品會在網目上形成薄膜。

資料來源│諾貝爾獎官網2017化學獎冷凍電子顯微鏡簡介圖說設計│廖英凱、林洵安攝影│林洵安第二步：將金屬網快速射入攝氏-190度的液態乙烷，樣本將被急速冷凍的「玻化水」包覆。

資料來源│諾貝爾獎官網2017化學獎冷凍電子顯微鏡簡介圖說設計│廖英凱、林洵安攝影│林洵安第三步：在攝氏-190度的低溫中，研究員進行電子顯微鏡的觀測，可保生物分子結構不受影響。

資料來源│諾貝爾獎官網2017化學獎冷凍電子顯微鏡簡介圖說設計│廖英凱、林洵安把樣本薄膜化，再急速冷凍，就彷彿按下時間暫停器，使生物分子保持在凍結前一刻的結構。

研究者可先將生物材料調整到想觀測的環境條件下，例如：給予不同的酸鹼值，不同的反應時間，再透過急速冷凍保持其結構，就能針對同一生物分子，觀察它在不同生化機制進程的結構變化。

不過，生物分子製備成樣本，排列的角度是隨機的，拍攝的影像是二維，怎麼組合成三維的分子結構呢？美國學者法蘭克(JoachimFrank)發展出一種演算法，可將不同角度的二維影像分類與整合、自動合成出三維圖像。

第一步：電子束撞擊隨機排列的生物分子，形成不同的影像。

電腦把上千張相似的影像放在一起，變成一組，合成ㄧ張高解析度的二維影像。

資料來源│諾貝爾獎官網2017化學獎冷凍電子顯微鏡簡介圖說設計│黃曉君、林洵安第二步：電腦整理出所有角度的高解析度二維影像，計算影像的關聯性，得到高解析度的三維影像。

資料來源│諾貝爾獎官網2017化學獎冷凍電子顯微鏡簡介圖說設計│黃曉君、林洵安關關難過關關過！科學家就這樣逐一克服冷凍電顯技術的難題。

隨著技術與零組件的持續精進，冷凍電顯技術成為今日研究生物分子最具潛力的新興技術。

2017年諾貝爾化學獎，即由韓德森、杜波克特和法蘭克三人共享。

結構生物學的四大神器除了冷凍電顯技術，結構生物學的研究也運用到 X射線晶體學、核磁共振光譜法，以及質譜法。

三項技術的原理、適用範圍有所不同，既能互相補足，也各有限制，研究者必須綜合不同技術的數據，才能推敲資料背後的自然法則。

結構生物學發展初期，研究蛋白質等生物分子的主力是X射線晶體學（X-raycrystallography,XRC），只能觀測結晶後的生物分子。

1950年代起，X射線晶體學問世！科學家利用X射線照射結晶後的生物分子，由於生物分子的結晶會使X射線繞射，只要觀測繞射後的X射線紋路，就可經由數學方法計算出晶體的結構。

然而，X射線晶體技術觀察的生物分子，本身必須能形成分子排列整齊的晶體，但不是所有蛋白質都能形成晶體。

即使可以，很多蛋白質分子必須在特定的酸鹼和溫度等環境條件下才會結晶。

研究者想要觀察生物分子在不同環境下的結構變化，往往缺乏分子晶體而無法如願。

核磁共振光譜法（NuclearMagneticResonanceSpectroscopy,NMR），可研究液體樣本，但較適用小分子。

核磁共振光譜法，是將樣本放置在磁場中，利用樣本中有些原子核(如1H和13C等)可與磁場共振，先吸收強磁場，再放出電磁波。

因為分子不同，可共振的原子核數量、位置都不一樣，因此釋放出的不同電磁波訊號。

研究者可從接收的電磁波訊號，反推這些原子核在分子內的數量與分布。

1980年代起，核磁共振光譜法廣泛運用在觀察溶液中比較小的生物分子，例如：比較小的蛋白分子、RNA結構或是構築生物膜的脂質分子。

但就像一把雙面刃，核磁共振光譜法難以觀測較大、較複雜的生物分子。

質譜法（massspectrometry,MS），透過量測帶電粒子質量／電荷（m/z）比值的方式，了解物質的組成，無法「看見」物質的立體結構。

早在1913年，科學家就已提出質譜法。

近二十年來，開始運用質譜法分析生物分子，例如正常細胞與癌細胞的差異，作為判斷癌症等疾病的輔助分析。

但質譜法只能告訴我們物質的種類與數量，無法幫助我們解析物質的三維樣貌。

總括而論，既有三項技術雖揭開大量生物分子結構的奧秘，但都有限制與改善的空間。

而冷凍電顯的問世，正克服了過去技術的限制，而開拓了結構生物學研究的視野。

可惜的是，在生物技術研究的國際浪潮中，過去我國相關技術的建置速度，仍略遜國際科研大國。

2000年起，因為「基因體醫學國家型科技計畫」支持，以及後續計畫經費的持續挹注，中研院陸續購入X射線晶體學、核磁共振光譜法，以及質譜法等儀器。

2018年9月，蔡明道團隊建置完成了國內首創的冷凍電顯中心。

中研院的一台高階冷凍電子顯微鏡：TitanKrios。

為了不干擾冷凍電顯的觀測，整個環境設計為防震、吸音、控溫、控濕，一絲絲微風也沒有。

圖中立者為中研院生化所副研究員何孟樵，坐者為冷凍電顯中心經理張淵智。

攝影│林洵安至此，中研院結構生物研究的四大神器已然完整到位，取得與頂尖國際研究團隊競爭的門票！冷凍電顯中心研究什麼？「冷凍電顯技術可以克服其他儀器的限制，在可預期的未來，勢必慢慢成為主流研究方式。

」蔡明道院士堅定地說。

2019年4月，在冷凍電顯中心設立短短半年後，長期投入酵素研究的蔡明道院士與中央大學生科系陳青諭老師，利用冷凍電子顯微術，觀察KARI酵素在原子尺度的結構，並在不破壞酵素且提高實驗效率的情況下，研究KARI酵素的活性如何受到酸鹼環境的影響。

這是國際上第一篇利用高解析度冷凍電顯結構來探討酶學的論文，引發關注。

這是因為KARI酵素與生質燃料的生產有密切關係，這項研究不只有助於理解生物機制的奧秘，還可能進入工業運用，實際解決當代能源危機與減碳難題。

除了理解生物分子結構，蔡明道院士認為冷凍電顯更重要的研究方向是：將過去生物學家對生物分子功能的理解，結合化學家對原分子尺度化學反應的理解，讓科學家更了解生化反應的機制。

除了長期投入的酵素研究以外，冷凍電顯中心可配合中研院專精的醣科學研究，以原子級的高解析度觀測蛋白質上的醣結構。

或是對於疾病管制影響甚鉅的病毒研究，過去傳統上判定病毒或判斷生物是否感染病毒，常常利用血液中該病毒抗體的數量來間接推測。

目前，蔡明道院士也與成大醫學中心的團隊合作，研究傳染病毒的微結構，協助疫苗研發。

台灣蛋白質計畫的野望在2017年諾貝爾化學獎的加持下，今天冷凍電顯技術已是學術界人人追求的神器。

早在諾貝爾化學獎公布之前，2016年下半年，蔡明道院士已經洞見時代的浪潮，規劃中研院冷凍電顯中心的建置。

在中研院的支持下，很快地，在2017年3月訂購了儀器，經過一年半的建置與人才培訓，在2018年9月完成建置。

冷凍電顯中心的建置，不只是取得與國際競爭的門票，蔡明道院士也戮力於優秀人才發掘與培養。

以冷凍電顯技術的PI和儀器經理來說，因為相關人才稀少又熱門，難以招募到已有相關經驗的外籍學者。

蔡明道院士帶著國內結構生物學的研究人員，透過自學與參與國外課程、研究計畫等方式，訓練自己的技術人才。

如今，中心已建置四台不同級別的冷凍電子顯微鏡，可供應初階使用者訓練、初階研究，自動化中高階研究與自動化高階研究。

此外，冷凍電顯技術的建置與人力成本高昂，最高階使用費用更需每日一萬四千元，年輕研究者的計畫經費往往難以支付。

因此，蔡明道院士所主持的「台灣蛋白質計畫」，主動尋覓相關領域的優秀年輕研究者，不只是提供經費與儀器資源，更參與研究方向與科學探索的知識辯證，達到研究與知識的合作與傳承。

近期，台灣蛋白質計畫也著手於產學合作的發展。

蔡明道院士認為蛋白質研究本身複雜度且難度夠高，研究內容也夠新穎，所需的儀器與知識，業界難以自行承擔。

所以應由業界提出難度極高的問題，交由學術界研發解答，以充分發揮學術界的優勢與特性。

蔡明道院士打造的冷凍電顯中心，不僅是在儀器使用上能做到便利研究者的一體化服務，而是將厚植國家科研能力、協助產業發展、培養年輕研究人才等等崇高理想，耦合而成的知識傳承典範。

中研院生物化學研究所特聘研究員蔡明道院士，創立中研院冷凍電顯中心，以厚植國家科研能力、協助產業發展、培養年輕研究人才。

攝影│廖英凱延伸閱讀蔡明道個人網頁中央研究院冷凍電子顯微鏡中心台灣蛋白質計畫Chen,C.Y.,Chang,Y.C.,Lin,B.L.,Lin,K.F.,Huang,C.H.,Hsieh,D.L.,…&Tsai,M.D.(2019).UseofCryo-EMToUncoverStructuralBasesofpHEffectandCofactorBispecificityofKetol-AcidReductoisomerase.JournaloftheAmericanChemicalSociety,141(15),6136-6140.諾貝爾獎官網2017化學獎冷凍電子顯微鏡簡介本文轉載自中央研究院研之有物，原文為「把生物分子看得更清楚！」結構生物學最新神器–冷凍電子顯微鏡，泛科學為宣傳推廣執行單位發表意見文章難易度剛好太難所有討論 0登入與大家一起討論研之有物│中央研究院241篇文章・ 1916位粉絲＋追蹤研之有物，取諧音自「言之有物」，出處為《周易·家人》：「君子以言有物而行有恆」。

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網頁：研之有物臉書：研之有物@FacebookTRENDING熱門討論即時熱門總是覺得睡不好？教你如何一夜順「睡」25小時前豬圈裡的生活－《食品黑手黨》15小時前相輔相成的數學與科學，誰才真的是「科學的起點」？或許，它們都不是最好的答案——《教出科學探究力》16小時前近視是一種疾病！——認識近視及日常保健懶人包210小時前阿茲海默風暴：通訊作者的辯駁與責任62022/08/03你低頭看得到腳趾嗎？從腳趾頭看人類祖先的生存方式——《人從哪裡來：人類六百萬年的演化史》42022/07/24未知死，焉知生？從南美館《亞洲的地獄與幽魂》爭議看信仰的存在危機32022/07/17貓的痛，AI懂？——貓臉疼痛辨識技術32022/07/21RELATED相關文章脊髓神經受損不再是一輩子的事了！能使脊髓神經軸突再生的人工合成醣類一窺生物分子私底下在幹嘛！低溫電子顯微技術原子等級突破藥物設計開外掛！深度學習如何應用在新藥開發？【2002諾貝爾化學獎】質譜與核磁共振繁简