人类首次拍到蛋白质的“无码果照”

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两张研究者通过全息电子显微镜拍摄的血红蛋白照片。

人体内存在着数千种蛋白质。每一种都有着独特的外形，决定着各自的功能。科学家们一直想要获取个体蛋白质的图像，却屡遭挫折，因为高能量成像工具会瞬间摧毁傲娇的蛋白质。于是研究者尝试捕捉晶体状态下的蛋白质照片，通常一次有几百万张，但是得到的照片大多是模糊的，还有一些蛋白质没办法被拍照因为它们无法形成结晶。现在一支科学家团队利用石墨烯这种神奇的材料拍到了个体蛋白质的第一张照片。他们的研究最近发表在《新科学家》上。

为了捕获单一蛋白质的图像，研究者们在一层纤薄的石墨烯上喷涂了溶解状态中的蛋白质混合物。然后他们利用了低能量全息电子显微镜，通过观察一束在蛋白质上反弹回来的电子，然后记录这些电子跟其他有图案的电子如何互动，最终获得了图像。低能量可以确保蛋白质不会在研究者们拍照时被瞬间消灭。通过电脑，研究者们可以使用全息图像构建蛋白质的原始结构。

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细胞色素C的照片
A．全息电子显微镜拍摄的细胞色素C照片
B．该蛋白质的不同方向重建
C．根据数字重建制作的该蛋白质不同方向模型

研究者将这种成像技术运用在好几种结构常见的蛋白质上：血红蛋白(在红血球中携带氧气的蛋白质)，牛血清白蛋白(经常在实验室中使用的牛蛋白)，和细胞色素C(人体内转移电子的蛋白质)。他们将得到的图像和之前用其他技术获取的图片进行对比，发现他们的图像模糊程度较低。研究者下一步将给那些之前从未被单独观察过的蛋白质拍照。如果科学家对蛋白质的结构有了更好的了解，他们将有可能发现那些跟蛋白质错误折叠相关的疾病病因，比如老年痴呆症，帕金森氏综合症和亨廷顿氏舞蹈症。

本文译自 popsci，由 许叔 编辑发布。

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