电子显微镜早在上世纪 30 年代就出现了，但使它能够在生物分子三维结构领域取得实用性进展，则是今年这三位新科诺奖得主的功劳。

1982 年，贾克斯 · 得波切教授领导的小组，基于罗伯特 · 格雷瑟于 1974 年提出的 " 冷冻含水生物样品的电镜成像 " 的概念，开发出了实用的快速冷冻制样技术，使生物样品不会被冷冻过程中的冰晶所损伤，也大大减少了电子显微镜中高能电子对生物样品辐照的损伤。从此，冷冻电镜技术正式推广开来。

乔治 · 弗兰克的主要贡献是发明了单颗粒三维重构算法，使得冷冻电镜拍摄下的蛋白质分子的照片，可以经过计算机处理，解析出三维空间结构。

而理查德 · 汉森则在冷冻电镜的硬件理论上作出了重要贡献—— 2003 年，他在理论上预测，将直接电子探测相机用于冷冻电镜，可大大提高冷冻电镜的数据质量。

2013 年前后，由于这一硬件上的提升，及其相关算法的开发与应用，使冷冻电镜高分辨率结构解析的应用成果进入了爆发期。比如，美国加州大学旧金山分校华人学者程亦凡教授率先解析了 TRPV1 膜蛋白的高分辨结构；中国结构生物学家施一公教授在 2014 年解析了伽马分泌酶的高分辨结构，2015 年解析了真核生物剪接体的结构。这一系列重要工作的发表，使国际主流的结构生物学家都纷纷转向应用冷冻电镜技术。

奖项一宣布，就有人调侃 " 物理学家拿了诺贝尔化学奖，奖励他们帮助了生物学家 "。的确，这在诺贝尔奖自然科学奖的历史上早就不是第一次发生。然而，将一种潜在的新方法发展到对某个科学领域产生巨大推动力，需要对一个领域长期的专注，即使这是一个长期冷门的领域。

北京大命科学学院教授高宁，2001 年就在美国纽约州立大学奥尔巴尼分校师从乔治 · 弗兰克。他说，弗兰克最早在德国学的是物理相关专业，50 多年都专注在生物电镜领域。40 多年前，弗兰克在奥尔巴尼开始自己的独立学术生涯，就是因为纽约州政府下的一个实验室有当时美国最好的生物电镜。

他是真的喜欢自己的工作。要知道，在 2000 年之前，冷冻电镜技术在结构生物学领域一直是一个小众的科研方向。在 2000 年之前的 30 年，弗兰克的实验室人数从来没超过 10 人，最早开创性的论文也只是发表在领域里的小期刊上。尽管 2000 年后冷冻电镜开始受到关注，但他实验室顶峰时期也只有 20 人出头的规模。

坐得住冷板凳的弗兰克，对科学的严谨也非同一般。这位老派的德国裔教授一直不太习惯使用电脑，打字只用两个食指敲击键盘，文章喜欢打印出来修改。高宁说，2005 年他把自己第一篇论文的初稿发给导师后，弗兰克非但在 20 多页的论文上进行了仔细的修改，批注、修订密密麻麻写满稿纸，而且还花了一个多小时给他解释这些改动。

获得诺贝尔奖，从来没有完全的运气。

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