雅克·杜巴謝

雅克·杜巴謝（法语：Jacques Dubochet，1942年6月8日－），瑞士生物物理學家，洛桑大学荣誉教授。2017年，他與約阿希姆·法蘭克、理察·韓德森共同獲得諾貝爾化學獎以表彰其發展了低溫電子顯微鏡技術，以很高的解析度呈現了溶液中生物分子的結構。

雅克·杜巴謝 Jacques Dubochet
圖片來源：2017諾貝爾化學獎——用低溫捕獲生命原態的原子細節
出生	(1942-06-08) 1942年6月8日 瑞士埃格勒
国籍	瑞士
母校	洛桑大學（BS） 日内瓦大学（MS） 巴塞尔大学（PhD）
机构	欧洲分子生物学实验室（1978-1987年） 洛桑大學（1987年至今）
研究领域	结构生物学
奖项	諾貝爾化學獎（2017）

圖片來自 2017年諾貝爾化學獎簡介

目录

主要研究貢獻：將生命捕捉在原子的細節中

理察·韓德森的貢獻

• 從X射線晶體學轉換跑道到低溫電子顯微鏡技術（cryo-EM）。
• 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

約阿希姆·法蘭克的貢獻

• 去蕪存菁的影像分析法 -- 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。
• 法蘭克的影像處理方法是cryo-EM的重要發展。
• 請參看約阿希姆·法蘭克的詳細研究貢獻。

雅克·杜巴謝的貢獻

杜巴謝將水變成玻璃

• 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，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：將水形成玻璃 – 也稱為玻化水(vitrified water)，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。玻化水是宇宙中最常見的水之結構。

• 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 。

一種求取對比的簡單技術

• 1982年之後，杜巴謝的研究小組將生物樣品溶解在水中，然後將溶液以薄膜的形式鋪展在細金屬網目上，使薄膜中的水玻璃化。

• 1984年，杜巴謝 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。

從團塊學到革命性的進展

• 電子顯微鏡的每個螺帽和螺絲逐漸被優化，電子顯微鏡終於能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，將原本被戲稱為「團塊學（blobology）」的影像，發展到解析度很高、能夠將結構細節顯像出來的的影像（如圖）。

獲得诺贝尔化学奖原因

• 2017年诺贝尔化學獎頒給了看似物理學的低溫電子顯微術領域，卻是屬於結構和分析的化學範疇，代表此領域獲獎的是分別在樣品製備 、影像重組和低劑量電子成像 3 個關鍵有卓越突破的 雅克·杜巴謝（Jacques Dubochet）、約阿希姆·法蘭克（Joachim Frank）以及 理察·韓德森（Richard Henderson），獲獎原因為「發展低溫電子顯微術，可應用於溶液中生物分子的高解析度結構測定」。

物理學家獲2017年諾貝爾化學獎

• 約阿希姆·法蘭克（Joachim Frank）：德裔生物物理学家。
• 理察·韓德森（Richard Henderson）：苏格兰分子生物学家和生物物理学家。
• 雅克·杜巴謝（Jacques Dubochet）：瑞士生物物理学家。

視頻

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