通過新的耗資3000萬英鎊的電子顯微鏡項目，可以更加有效地尋找能夠更有效對抗疾病的新藥物。專家們將首次能夠看到特定藥物如何在細胞水平的患者體內(nèi)發(fā)揮作用，或基因突變引起的分子過程。該技術(shù)旨在以非常高的分辨率創(chuàng)建細胞的3D圖像，以轉(zhuǎn)變我們對癌癥等疾病的理解，并徹底改變新藥的設(shè)計方式。

該項目位于牛津郡的Harwell，將由政府生命科學(xué)辦公室提供300萬英鎊的支持，由全球生命科學(xué)公司Thermo Fisher Scientific和Rosalind Franklin Institute領(lǐng)導(dǎo)，該研究所致力于通過研究實現(xiàn)變革性變革。和技術(shù)發(fā)展。

Rosalind Franklin研究所首席研究員兼主任James Naismith教授說：大約80%的新藥在達到臨床試驗時失敗，因為我們并不完全了解它們在生物體內(nèi)的作用。

我們目前能夠識別在疾病中發(fā)揮作用的基因和蛋白質(zhì)，但只能在分離中詳細研究這些基因和蛋白質(zhì)，而不是作為整個細胞或細胞群的一部分。這項新技術(shù)將首先允許我們這樣做，因此我們可以看到藥物的全部效果，并在更早的階段確定哪些有效，哪些無效。

藥物開發(fā)從未像現(xiàn)在這樣成本較慢或較高。我們需要在支持藥物發(fā)現(xiàn)的物理科學(xué)方面取得突破，以改變這一點。“

該項目正在今天[2019年5月17日]宣布，因為羅莎琳德富蘭克林學(xué)院位于牛津附近哈威爾校區(qū)的中心樞紐大樓正在開展工作。該建筑將為敏感的科學(xué)設(shè)備創(chuàng)造一個專業(yè)環(huán)境，這將是世界上獨一無二的。它將容納200名研究人員，并將于2020年底開放。

新的成像技術(shù)將基于一種稱為低溫電子斷層掃描(cryo-ET)的技術(shù)，該技術(shù)從多個樣品的2D圖像中建立3D圖像，這些樣品在低于-180℃的溫度下被快速冷凍。

盡管cryo-ET已經(jīng)存在，但它目前只能處理小樣本，例如細胞的一部分，并且通常需要內(nèi)部專業(yè)知識。

賽默飛世爾科技的材料和結(jié)構(gòu)分析總裁Mike Shafer說：“我們公司的使命是讓我們的客戶讓世界更健康，更清潔，更安全，并與Rosalind Franklin Institute，Diamond Light Source和其他人合作開發(fā)更有效的冷凍斷層掃描解決方案，精確地映射到該視覺。

“我們的共同目標是使這項技術(shù)得以廣泛應(yīng)用，因此學(xué)術(shù)機構(gòu)和生物制藥行業(yè)的科學(xué)家和研究人員可以更好地了解細胞水平的疾病機制，從而加快藥物的發(fā)現(xiàn)并治愈神經(jīng)退行性疾病，癌癥和其他使人衰弱的疾病。”

長期目標是使該技術(shù)更接近診所，以便它可以用于研究醫(yī)院和實驗室。這項為期五年的新研究項目將迅速加快處理更大樣本的技術(shù)，包括病人活檢，增加工作流程自動化和標準化后處理數(shù)據(jù)。

該項目面臨的挑戰(zhàn)是艱巨的。需要發(fā)明用于制備和處理小于人類頭發(fā)厚度的百分之一的人體組織樣品的新技術(shù)。

它將涉及新電子顯微鏡技術(shù)的設(shè)計，以加速成像過程并收集創(chuàng)建的大量數(shù)據(jù)。需要開發(fā)新的軟件和機器學(xué)習(xí)技術(shù)來處理這些數(shù)據(jù)，以便創(chuàng)建和解釋3D圖像。

為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，該項目匯集了來自不同研究合作伙伴的一系列令人印象深刻的專業(yè)知識。賽默飛世爾科技是科學(xué)儀器的全球領(lǐng)導(dǎo)者;Diamond Light Source是英國的國家同步加速器設(shè)施，包括世界上最大的工業(yè)低溫電子顯微鏡站點之一;由英國研究與創(chuàng)新部資助的羅莎琳德富蘭克林研究所結(jié)合了英國十所頂尖大學(xué)的科學(xué)專業(yè)知識。

UKRI工程與物理科學(xué)研究委員會(EPSRC)副主任Andrew Bourne說：

今天，我們正在為英國生命科學(xué)研究和開發(fā)新藥物的未來而努力，使我們所有人受益。這個新項目是行業(yè)，學(xué)術(shù)界和政府資助機構(gòu)之間合作的一個很好的例子。看到羅莎琳德富蘭克林研究所的中心建筑開始工作也很棒，該研究所由UKRI的工程和物理科學(xué)研究委員會提供和管理。該研究所的工作將繼續(xù)保持工程研究發(fā)現(xiàn)與物理科學(xué)和醫(yī)學(xué)進步之間的長期關(guān)系。它將有助于加強英國在全球研究領(lǐng)域的地位，并開發(fā)生命科學(xué)領(lǐng)域的新醫(yī)學(xué)治療和技術(shù)。“

這項合作代表了一項重大投資，并證明了英國在生物成像和結(jié)構(gòu)生物學(xué)方面的科學(xué)優(yōu)勢和悠久歷史。該項目由商業(yè)，企業(yè)和創(chuàng)新部通過生命科學(xué)辦公室部分資助，作為英國政府生命科學(xué)產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略的一部分。