同步辐射与生命组织结构讨论同步辐射是指由同步加速器产生的高速运动电子在做曲线运动时，因外加磁场作用于电子运动轨迹的切线方向而产生的电磁辐射。其光谱波段覆盖从远红外到硬 X 射线的范围。同步辐射装置属于大科学设施，目前全世界大约有 70 个左右，主要提供高品质的 X 射线。X 射线与物质作用可发生散射/衍射、吸收/透射、光电作用等现象。由于同步辐射 X 射线具有亮度高、空间相干性好、光谱连续可调等特点，因而基于同步辐射的 X 射线晶体衍射/相干衍射、X 射线小角散射、x 射线影像（吸收、相衬成像/显微断层扫描）、X 射线光谱学等方法及应用获得了长足的进展，为越来越多的科学讨论提供了重要的技术支撑。在生命科学中，生命组织是分层次的。从分子、细胞、组织、器官，进而个体、种群，“结构与功能”这一主题贯穿于各个层次。在微观层面，同步辐射 X 射线晶体学已经是蛋白质结构生物学讨论中不可或缺的主要方法，而 X 射线相干衍射成像便于为观察细胞、病毒进行有益的探究。在宏观层面，以同步辐射显微 CT 为代表的同步辐射影像技术，展示了若干脏器的内部三维解剖结构和重要生理活动过程，而对化石物种精细解剖结构的揭示又为物种起源与演化提供了关键证据。本文对相关进展作一简略。在微观层次结构与功能讨论中的应用蛋白质、核酸等是实现生命活动的基本生物大分子，细胞是绝大多数生物的基本功能单位。同步辐射 X 射线晶体衍射和 X 射线小角散射（small-angleX-rayscattering，SAXS）是认识生物大分子结构之重要方法：前者提供原子坐标下的蛋白质分子三维结构，揭示原子分辨率水平的蛋白质分子中各结构域、蛋白质复合物或蛋白质靶点与药物小分子相互作用的细节：通过 SAXS 可观察溶液里生物大分子构象的变化，如蛋白质的组装、折叠等动态过程。而在细胞学讨论中，X 射线相干衍射成像等可能是对现有方法之有益补充。利用我国唯一的第三代同步辐射大科学装置——上海光源。我国科学家自 2024 年 5 月以来解析的蛋白质晶体结构数已超过 1000 个，有 30 多篇论文发表在国际上的《自然》《科学》和《细胞》期刊上。例如，禽流感病毒外壳的血凝素蛋白介导了宿主识别，其进化与变异是导致禽流感病毒跨宿主传播之主要原因，Q226L 氨基酸突变可导致宿主识别的转变。2024年 2 月我国暴发禽流感，我国科研人员对分离获得的 H7N9 高致病性禽流感病毒安徽株和上海株血凝素蛋白及其突变体分别进行了禽...
