【诺贝尔化学奖．博评】一项科学技术突破　为众多病症找到疗法

医学进步，仍有许多未解谜团。例如病毒如何入侵细胞？它们的结构为何？最大问题是人类从来未曾清晰看过蛋白质、细胞及病毒等结构，亦不知当中运作。

那么，为什么科学家不使用电子显微镜直接观察？电子显微镜的确能够把电子束投射到样本上而成像，可是电子束的强度会破坏细胞样本，所以电子显微镜看不见存活的细胞，只适用于观察已死的样本。一直有科学家不断发明新的方法观察生物分子，他们分别于 1982、1985、1987 及 2002 年因相关发明而获得诺贝尔化学奖，可见观察生物分子的重要性。

今年诺贝尔化学奖由瑞士洛桑大学的杜博歇（Jacques Dubochet）、美国哥伦比亚大学的弗兰克（Joachim Frank）及英国剑桥大学的亨德森（Richard Henderson）三人同共获得，他们的贡献是研发冷冻电子显微镜技术（cryo-electron microscopy），以仔细观察人类从来未曾看过、帮助了解生物奥秘的蛋白质及细胞的运作。

为了解决直接以电子显微镜观察带来的问题，杜博歇把一滴载有细胞样本的水放到被液态氮冷却的乙烷中，在零下 196 度，水分子快速冷冻，因为温度转变得太快，在水分子未结晶前已经成玻璃般的固态，这样以电子显微镜观察，就不会看到水的结晶，而可透过如玻璃清澈的水，看到当中的细胞。

同时，水中的细胞可保存其自然状态，不会变形。电子束亦不会直接投射在样本上，而是落在水分子上。弗兰克及亨德森把二维的显微镜影像转成高解像度的三维影像，可以观察细胞、病毒或蛋白质中细微的分子结构。连续拍摄这些影像，就可以从多角度知道它们内里的运作。

今年的诺贝尔化学奖不是发现科学的基础定律，也不是科学家奠立科学理论解释自然现象，而是透过多年的反复测试，找到最好的观察生物分子技术。冷冻电子显微镜技术让人类可以观察最基本的生物分子，包括 DNA 及 RNA 的自然状态及运作，对药学发展及研究药物有重大影响。

去年，科学家怀疑寨卡病毒就是小头症元凶，就以此技术分析寨卡病毒的结构，以研制药物及预防疫苗。一篇有关认知障碍症的文章，亦是以此技术探讨病症成因的某种蛋白质。相信日后更多的病症，会因为这显微镜技术而找到治疗方式。

药物生产成本低，可是研究成本高，单是一台冷冻电子显微镜，售价就要 750 万美元，药厂牟取暴利前，还是要付出重大成本的。

值得一提的是，今年三位诺贝尔化学奖得主均不是化学家，而是生物物理学家（biophysicist）。生物物理学为近年流行学科，以物理方法研究生物学。现代科学世界之中，跨学科（interdisciplinary）研究十分常见，笔者亦曾研究如何把药物放入蛋白笼（protein cage／vault）中，人体中每个细胞有数千个蛋白笼，是以不会排斥蛋白笼中的药物。笔者的论文导师曾以冷冻电子显微镜技术为这些蛋白笼拍摄，观察蛋白笼开关。细胞内的蛋白笼成千上万，实际功用未明，冷冻电子显微镜技术可帮助了解人体奥秘以及医学发展。

理科分为物理、化学及生物为上世纪旧思维，切莫带到本世纪。