Nature，Science，Cell三大顶级期刊发布结晶技术专题

　　生物通报道：2014年是国际晶体学年，晶体学不仅对于材料科学、保健、农业和生物技术至关重要，是当今结构科学的核心，而且在国际社会实现包容性可持续发展的过程中发挥重要作用。

就生物学领域而言，晶体学技术，尤其是利用晶体的X射线衍射效应研究生物分子结构，已然成为了现代生物学的一个重要组成部分，因此三大顶级期刊：Nature，Science，Cell纷纷推出了相关专题，纪念晶体学100周年。

Nature杂志以“Crystallography: Atomic secrets”为题，介绍了X射线晶体衍射的过去、现在和将来。相关文章介绍道，自1971年以来，全球蛋白数据库（Worldwide Protein Data Bank）就在不断收集蛋白质结构数据，目前已经收录了将近十万个条目。包括晶体学开放式数据库COD在内的其他数据库，收录了各种物质的结构，从矿物质、金属到小生物分子。

随着成像和数据分析技术的进步，研究人员能够获得更细微的结构信息，解决越来越复杂的分子结构。

而Science杂志通过主题文章梳理了这一领域历史发展，多个方向的进步，包括结构生物学、单晶结构解析、原位分析等方面。

其中结构生物学主题文章“Structural Biology Scales Down”针对蛋白质结构计划 (Protein Structure Initiative；简称PSI) 提出了诸多问题和解决方案，PSI是一项起源于2000 的中长期研究计划，在历经六年的开创期之后，相关研究领域的科学家，开始从这个锁定蛋白结构的数据库中，获得许多资源共享的珍贵成果。

此外，Cell杂志也特别推出了“结构生物学”专题，以三位学者的综述为主，介绍了这一百年来X射线晶体学技术的发展，以及结构生物学的历史和现状。马普研究院著名结构生物学家，RNA聚合酶研究泰斗级专家Patrick Cramer以“A Tale of Chromatin and Transcription in 100 Structures”为题，讲述了100个晶体结构如何影响染色质和转录领域的研究的故事。

而清华大学施一公教授则首先从结构生物学的角度，回顾了X射线晶体学技术的发展简史。随后以蛋白激酶和膜整合蛋白为例，阐述了结构生物学的发展和现状，探讨了技术发展带来的影响并对未来进行了展望。

同时今年这三份期刊也发布了不少该领域重要研究成果，比如Nature Methods公布了一种新晶体技术，能帮助科学家们观察到分子是如何工作的。

传统的x射线晶体技术需要给结晶分子发射 x 射线，并创建可以让研究人员绘制分子结构的图像。这其中一个主要的限制因素就是如何在一个实验的时间里，绘制晶体中所有分子及其动作的平均图像。

而这项新技术采用了clever maths（一种Hadamard转换），帮助科学家们利用强大的同步辐射光进行结晶或其它技术，从而完成时间分辨晶体学研究。

还有EMBL的研究人员通过晶体结构展示了聚合酶如何特异性识别和结合流感病毒RNA，以及这种结合如何激活整个分子机器。研究显示，聚合酶的三个蛋白成分彼此缠绕。正因如此，根据个别部件来拼凑整个机器的工作机制是非常困难的。

这项研究揭示了病毒关键分子机器中每个原子的精确位置，为相关药物开发提供了更多的潜在靶标。而且这也是结构生物学研究领域的一项重要进展。

（生物通：张迪）

原文摘选：

Molecular structures: The crystal century
From aiding drug design to analysing soil samples on Mars, crystallography has helped to propel much of modern science over the past 100 years.

Structural Biology Scales Down

Since 2000, U.S. government health research agencies have spent almost $1 billion on an effort to churn out thousands of 3D structures of proteins. The Protein Structure Initiative (PSI) funded large teams of biologists, physicists, chemists, and engineers to transform the science of protein analysis. So far, PSI investigators have worked out the structures of 6507 proteins. But last fall, a National Institute of General Medical Sciences advisory council bowed to long-standing criticism of the program and pulled the plug, allowing its current round of funding to expire in June 2015. Now, researchers and policymakers are asking what the huge experiment learned and what its demise will mean for the future of structural biology in the United States.