你大概已經(jīng)聽說過冷凍電鏡，2017年諾獎(jiǎng)當(dāng)之無愧的熱寵懈息，獎(jiǎng)項(xiàng)尚未公布，各家媒體已經(jīng)競(jìng)相報(bào)道摹恰，如同女孩追逐淘寶爆款辫继。
它的確厲害，即便《nature》《science》這種大牛雜志俗慈，凡主題涉及冷凍電鏡姑宽，論文都能優(yōu)先收錄。
到底厲害在哪兒呢闺阱？不忙炮车，先來聊聊相聲大師馬三立，不是閑扯，是想正經(jīng)說兩筆瘦穆。
冷凍電鏡和馬三立纪隙，我以為他們二者，至少有兩點(diǎn)通處扛或，第一點(diǎn)绵咱，是精確度。
數(shù)學(xué)老師問學(xué)生：“一百斤魚賣了九十九斤還剩多少熙兔？”
學(xué)生：“還剩十斤悲伶。”
“一百斤魚賣了九十九斤還剩多少住涉？”
學(xué)生怯怯地：“還拢切，還剩十斤。要是我爸看攤兒秆吵，那剩的還多呢淮椰。”
這是馬三立在難得的一次相聲教學(xué)時(shí)舉的例子纳寂。
他的段子看似平常主穗，其實(shí)難講，因?yàn)樾c(diǎn)太清淡毙芜。既不撓咯吱窩忽媒，也不灑狗血，用馬三立自己的話腋粥，“我不要出洋相晦雨，超刺激”的東西。
能把這點(diǎn)生活中的小滋味捕捉到隘冲，需要下細(xì)功夫闹瞧。如同這個(gè)賣魚的段子，馬三立的創(chuàng)作經(jīng)常是反復(fù)修改展辞，精雕細(xì)刻奥邮。有人說馬三立的表演嘴碎，其實(shí)他每一句“嘴碎”罗珍，都是有意為之洽腺，是一種高精確度的“嘴碎”，經(jīng)得起劇場(chǎng)放大覆旱，經(jīng)得起電視縮小蘸朋，用日常話說，叫火候極佳扣唱。
糟糕的東西則各有各的糟糕藕坯，而好東西總是相似的厕宗，冷凍電鏡的妙處，也在精確度堕担，用科學(xué)的話說，就是分辨率高曲聂。
用早期電鏡拍攝樣本霹购，需要人用機(jī)械盤轉(zhuǎn)動(dòng)樣本，但最終哪個(gè)角度能拍清晰朋腋，全靠人品齐疙，得不斷微調(diào)，不斷嘗試旭咽。但現(xiàn)在的電鏡操作已經(jīng)無人化了贞奋，它自己調(diào)整樣本的位置和鏡頭角度，甚至還會(huì)自動(dòng)傳送下一個(gè)樣本穷绵，自動(dòng)補(bǔ)充液氮等等轿塔，排除人為因素造成的誤差。
高電壓下的電子能量高仲墨，速度快勾缭，打在元器件上就像導(dǎo)彈擊中目標(biāo)，都摧毀了目养。所以早期電鏡只能將電子先打在熒光屏上變成光信號(hào)俩由，再轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，如此轉(zhuǎn)換幾次癌蚁，信息已衰減嚴(yán)重幻梯，照片經(jīng)不起放大。但冷凍電鏡使用了可以直接捕捉電子的電子檢測(cè)器努释，加上運(yùn)用新的算法合成碘梢，使得照片清晰度大幅上升。
所以分辨率的提升伐蒂，是此次冷凍電鏡獲獎(jiǎng)的重要原因痘系，它給生物學(xué)，尤其是結(jié)構(gòu)生物學(xué)帶來了極大的好處饿自。
很多疾病無法治療汰翠，是因?yàn)椴恢酪蚝味虏 Ｌ热糁绬栴}在哪兒昭雌，就好辦多了复唤。冷凍電鏡則能精確定位哪些蛋白質(zhì)或者DNA是異常的， 比如P53基因有抑癌的作用烛卧，在癌細(xì)胞中有很多抑制物能結(jié)合在P53基因上不讓它發(fā)揮作用佛纫，現(xiàn)在利用冷凍電鏡技術(shù)能分辨這些抑制物的結(jié)構(gòu)妓局，再針對(duì)性的設(shè)計(jì)藥物，阻止抑制物和P53基因結(jié)合呈宇。然后p53基因才可以工作好爬，生產(chǎn)出特定的蛋白質(zhì)將癌細(xì)胞殺死。
冷凍電鏡和馬三立的第二點(diǎn)相同之處甥啄，是瞬間定格存炮。
拿名段《祖?zhèn)髅胤健放e例， 說的是一個(gè)人在街上買了副錫紙包的偏方蜈漓，專治皮膚病穆桂，能止癢。晚上他把小包兒打開融虽，里面有一個(gè)白紙包享完，再打開里面是紅紙包，打開紅紙包一瞧又是個(gè)白紙包有额，一邊打開一邊著急般又，越著急渾身越癢，打開最后一個(gè)小紙包巍佑，里面是一紙片倒源，上面寫著兩個(gè)字：
撓撓
人有時(shí)會(huì)鬼打墻般，在腦袋里單曲循環(huán)一段旋律句狼，而馬三立的那句“撓撓”笋熬，后來成為天津人乃至中國(guó)人集體記憶里的一句鬼打墻。
其實(shí)這個(gè)段子我聽過不下十遍腻菇，再聽一次胳螟，還是能笑。他好像每次都能誘導(dǎo)我回到那個(gè)初始時(shí)刻筹吐，那個(gè)沒聽過這段相聲的未知瞬間糖耸。
這個(gè)時(shí)間魔法實(shí)在神奇，他怎么辦到的丘薛？
據(jù)說馬三立上臺(tái)前絕不吃帶皮的東西嘉竟，怕粘牙，穿衣服也講究洋侨，不穿黑襪黑鞋舍扰，得是灰襪子黑布鞋，不能順色希坚，顯得臟边苹。上臺(tái)表演，永遠(yuǎn)不著急抖包袱裁僧，耐住性个束，漫不經(jīng)心的從看似無關(guān)的事開始講起慕购，一層一層，慢慢的撥茬底，吊足觀眾胃口沪悲，最后亮相一個(gè)精致的包袱，然后即刻收住阱表，也不會(huì)被滿場(chǎng)叫好聲弄得得意忘形殿如，又多繞上幾句。
就像劍術(shù)大師先低頭靜思捶枢，然后閃電般拔刀劃過木頭，收刀飞崖，木塊應(yīng)聲而斷烂叔。就是這果決的一斷，才讓他的包袱抖得脆生固歪，戛然而止而又余音繞梁蒜鸡，事后屢屢回味，尤有余韻牢裳。
所以逢防，馬三立的瞬間定格魔法，并不是從那個(gè)包袱開始的蒲讯，其實(shí)早在他上臺(tái)前忘朝，在他梳發(fā)整衣之時(shí)，就開始了判帮，一直鞠躬下臺(tái)局嘁，才算結(jié)束。
那個(gè)引人捧腹的瞬間晦墙，不過是之前漫長(zhǎng)的精心鋪墊悦昵，導(dǎo)致的必然結(jié)果。
冷凍電鏡的瞬間定格魔法呢晌畅？也許沒有深刻的藝術(shù)性但指，但也同樣好玩。
先從顯微鏡的歷史談起抗楔。一塊牛肉干棋凳，如果替換成碳粉，空氣连躏，還有氫氣球贫橙，就沒法吃了，盡管組成他們的化學(xué)元素都相同反粥，顯然牛肉的組成更精細(xì)卢肃，更復(fù)雜疲迂，想知道怎么組成的，這就用得上顯微鏡了莫湘。把牛肉放在鏡下尤蒿，光會(huì)聚焦在它表面，而又反彈回眼睛幅垮，看到生命物質(zhì)是由一個(gè)個(gè)小方格——細(xì)胞組成腰池。如果還想知道細(xì)胞內(nèi)部還有些什么，可見光做不到忙芒，因?yàn)樗质枋竟拖窈谝估锉O(jiān)獄的探照燈，如果掃描的頻率過低呵萨，是逮不住機(jī)智靈活的脫獄分子奏属。但電子可以，不管多小的分子它都能捕捉潮峦，因?yàn)樗ㄩL(zhǎng)足夠小囱皿，所有的分子都能干擾電子的運(yùn)動(dòng)軌跡，造成衍射忱嘹，稍后電磁波透鏡收集電子的衍射圖像嘱腥，這就是電子顯微鏡的圖像，但是電子的能量太強(qiáng)拘悦，會(huì)直接打斷分子中的化學(xué)鍵齿兔，造成結(jié)構(gòu)變形。
等等础米，如果能迅速冷凍分子愧驱，讓它瞬間固定呢？
這就是諾獎(jiǎng)得主杜波謝的貢獻(xiàn)（就是那個(gè)在簡(jiǎn)歷上寫“被樂觀的父母懷上”的任性男子）椭盏，他發(fā)現(xiàn),樣本在冰里组砚，電子對(duì)它的傷害會(huì)減少。最開始用液氮直接冷卻掏颊，可液氮溫度常處于它的沸點(diǎn)糟红，是氣液混合狀態(tài)，使液氮速凍能力欠佳∥谝叮現(xiàn)在常用的方法是先用液氮把乙烷冷卻到液態(tài)盆偿，然后把待檢測(cè)樣本迅速放入液態(tài)乙烷中。樣本會(huì)在幾毫秒內(nèi)冷凍准浴。這時(shí)形成的冰就不是晶體了事扭，而是玻璃化的冰，而樣本像琥珀中的小蟲一樣乐横，時(shí)間在它身上靜止了求橄。
圖1 樣本鑲嵌在冰中的形態(tài)
這樣處理過的分子可以承受比以前多六倍電子的沖擊今野，高速運(yùn)動(dòng)的電子轟擊到樣本，依據(jù)分子的結(jié)構(gòu)罐农，有些電子發(fā)生散射条霜，有些直接穿透，這些離散的電子又被電磁波透鏡聚攏涵亏，收集宰睡，最后呈現(xiàn)的圖像就是分子的結(jié)構(gòu)，但是生物分子非常小气筋，排列方向是隨機(jī)的拆内。拍下的圖像信息是片面的，如盲人摸象般宠默，所以得從不同角度拍攝圖像麸恍，然后再用算法把他們拼接成三維立體圖像。如同我們給模特拍照光稼，左側(cè)或南，右側(cè)孩等，頭頂艾君，腳底板，前胸以及后背各拍一張照片然后用軟件把照片縫合成一個(gè)三維立體的模特肄方。
圖2 冷凍電鏡的整體思路
或許終有一天冰垄，我們發(fā)明了某種精致度遠(yuǎn)超冷凍電鏡的顯微鏡，期待用它找到一統(tǒng)萬物的終極理論权她，宇宙的真相自此昭然若揭……
顯微鏡下出現(xiàn)倆字：“撓撓”虹茶。
