2018年9月4日下午，清华大学结构生物学高精尖创新中心邀请到以色列魏茨曼科学研究所电子显微镜中心主任莎朗.沃尔夫（Sharon G. Wolf）教授，在清华大学生命科学馆143会议厅举办了一场题为Deep Views into Vitrified Cells by Cryo-Scanning Transmission Electron Tomography（利用冷冻-扫描透射电子断层扫描技术实现对玻璃态冷冻状态下的细胞更深的观察）的学术讲座，清华大学生命学院院长、高精尖创新中心副主任王宏伟主持了本次讲座。

莎朗.沃尔夫(Sharon G. Wolf)教授为以色列冷冻电镜专家，现任教于以色列学术圣地魏茨曼科学研究所。Wolf教授的研究兴趣主要集中在通过冷冻电子显微镜对细胞和生物大分子进行三维可视化研究，目前其实验室正专注于开发低温扫描透射电子断层扫描（CSTET）技术，以用于探测完整的玻璃化原核和真核细胞的结构和化学成分。

冷冻电子显微镜（cryo-EM）技术上的巨大进步为生物大分子的结构解析带来了“分辨率革命”（resolution revolution），也为细胞断层扫描提供了优异的结果，使得人们第一次实现了对生物大分子在细胞环境下的结构研究。冷冻透射电子显微镜断层扫描技术（CryoTEM tomography，CET）依赖于相干的弹性散射的电子产生相位衬度（phase-contrast），而样品的厚度则必须限制在非弹性散射电子（inelastically scattered electrons）的平均自由路径长度（mean free path, MFP）内——在实际实验中大约为400纳米。因此，处于玻璃态冰冷冻状态下的细胞或者组织样品必须通过冷冻切片或者聚焦离子束进行打薄操作。与之相比，冷冻扫描透射电镜（Cryo-Scanning TEM）组件可以实现对处于玻璃态冰冷冻状态下的厚样品的检测。依赖于电子散射角度的分析，即可以通过非相干的电子的检测得到衬度，而对于弹性散射电子的平均自由路径长度而言，该方法对样品厚度的自然限制是CET的三倍左右。而和CET形成鲜明对比的是，非弹性散射虽然对样品有所损伤，但却可以提供有效的信息并相对提高剂量效率。此外，冷冻扫描透射电子显微镜断层扫描技术能够同时独立收集明场（bright field (BF)）和暗场（dark field (DF)）的信号，并用于形态信息[morphological information (BF)]和原子数[atomic number (DF) ]的敏感度，并由此得到化学组成信息。



在本次讲座中，沃尔夫教授为大家详细介绍了利用CSTET技术研究的厚度超过约1200纳米的原核和真核细胞样品，并强调了其实验室由此得出的对研究细胞功能的启示，同时印证了CSTET技术完美契合了对不同尺度下生物体系结构研究的方法需求。

在一个半小时的学术报告当中，沃尔夫教授神采飞扬，以饱满的热情为大家介绍自己的最新研究成果。讲座结束后，针对在场师生所提问题，沃尔夫教授进行了详细而认真的解答并对提问者给予了充分的肯定和鼓励。沃尔夫教授对科学技术的专注和追求给广大师生留下了深刻的印象，并值得每一位科研工作者学习。



高精尖创新系列讲堂为贴近学科前沿，拓宽学术视野提供了广阔的平台，得到了广大师生的一致好评。我们会在各个部门的支持下，积极挖掘自身潜力，组织开展更多的讲座沙龙活动，以更好地促进学科建设，为营造良好的学术氛围，提升师生学术能力而服务。