當我們在談交叉學科的時候，我們在談什么呢？如果只是隨便拼湊兩個不同領域，如果不能起到1+1>2的效果，所謂的交叉，意義何在？
冷凍電鏡，這個物理學家發明的玩具，因為幫助了生物學家，最后獲得諾貝爾化學獎，堪稱交叉學科的典范。最近，美國國家科學院外籍院士，普林斯頓大學終身講席教授顏寧團隊最新的一篇PNAS論文，在冷凍電鏡和石墨烯這兩個諾貝爾獎的關鍵議題中找到交叉點，為我們提供了又一個交叉學科的范例。
圖丨顏寧教授微博截圖，授權使用
2010年獲得諾貝爾物理獎之后，石墨烯的發展該走向何方？何謂“殺手锏”級的應用？成為了當今世界，尤其是中國科學界和工業界備受關注的問題。
2017年，冷凍電鏡獲得諾貝爾化學獎。如何把應用范圍拓展到更廣闊的研究體系？如何實現更高的分辨率？這是生物界和物理界未來最主要的議題之一。
2019年12月26日，顏寧教授團隊，具體地說是顏寧教授“來自納米科學專業的博后韓亦沫輕輕松松改變了石墨烯grids的制備方法”，幫助冷凍電鏡上了一個新臺階。他們采用一種簡單的策略，可制備出單層石墨烯覆蓋率高達99％的冷凍電鏡專用網格，超過70％的網格可用于采集有效數據，從11000個顆粒中，研究團隊以目前最小的蛋白質為例，獲得了最高的分辨率：2.6 ?（也就是0.26 nm）。
圖1. 石墨烯網格用于冷凍電鏡
總結地說，這種石墨烯網格的主要優勢在于：
1）極高的空間分辨率。
2）極少的樣品量要求。蛋白密度增加了至少5倍，為極其重要而又無法大量生產的蛋白質提供了結構解析的機會。
3）極簡單的制備方法。大多數結構生物學實驗室都可以做。
4）極廣泛的納米材料兼容性。可針對特定蛋白質定制設計網格。
值得一提的是，這種石墨烯網格已經申請專利保護“Fabrication of nanomaterial cryogenicelectron microscopy (cryoEM) grids.”
圖2. 石墨烯網格制備方法
很多時候，新的思路都是來自另一個領域，一個生物學家的納米材料專業博士后為石墨烯找到了一條通往生命科學的新出路。顏寧教授在微博中稱“在princeton要做的跨學科研究算是邁出第一步，但這只是提供個工具而已。”
第一作者：韓亦沫，康奈爾大學博士畢業，師從國際頂級電鏡科學家David A. Muller（2018年，Muller團隊實現了0.39?的電鏡空間分辨率，刷新了電鏡分辨率的世界紀錄【點擊閱讀詳細解讀】）；普林斯頓大學博士后期間合作導師為顏寧教授，即將赴萊斯大學任助理教授。
韓亦沫老師正在籌備組建自己的課題組，歡迎有志之士加入！請感興趣的同學向萊斯大學材料科學和納米工程系提交PhD申請材料，也可郵件聯系韓老師。
聯系郵箱：yimoh@princeton.edu
參考文獻：
Yimo Han, Nieng Yan et al. High-yield monolayer graphene grids fornear-atomic resolution cryoelectron microscopy. PNAS 2019.
https://www.pnas.org/content/early/2019/12/24/1919114117
