znat_kak (znat_kak) wrote,
znat_kak
znat_kak

Category:

Золотая сетка улучшила изображения криоэлектронной микроскопии

10:33 09 Окт. 2020 г.

Британские исследователи создали подложку для криоэлектронной микроскопии, которая уменьшает неопределенность положения молекул белка. Благодаря мелким и густо расположенным порам в золотой сетке такой подложки слой льда не деформировался, а положение растворенных в нем молекул белка не менялось. Усовершенствованный метод позволил визуализировать структуру белков без их разрушения с разрешением менее двух ангстрем. Результаты исследования опубликованы в журнале Science


Katerina Naydenova, Peipei Jia & Christopher J. Russo / Science, 2020



Криоэлектронная микроскопия позволяет получать трехмерные изображения структуры белков с атомарным разрешением без необходимости выращивания монокристалла. На охлаждаемую подложку электронного микроскопа наносят белок тонким слоем так, что отдельные молекулы не заслоняют друг друга, и собирают данные в течение нескольких часов. Затем изображения объединяют в одно и получают информацию о структуре белка. Молекулы на подложке не неподвижны, и из-за этого движения изображение размывается, поэтому для получения более точной информации о структуре необходимо усреднить данные с десятков тысяч микрофотографий.

Причин нестабильного положения молекул несколько, наибольшее влияние оказывают движение самой подложки, ее деформация и изменения механических свойств льда, в котором растворены молекулы. Обычно подложки для криоэлектронной микроскопии представляют собой сетки с порами диаметром один-два микрона. Над такими отверстиями слой ледяной матрицы изгибается при облучении электронами, и изображение размывается.

Катерина Найденова (Katerina Naydenova) с коллегами из Лаборатории молекулярной биологии Совета по медицинским исследованиям разработала подложки с меньшими порами, которые предотвращали эти эффекты. Для создания сеток с плотно расположенными отверстиями диаметром 200–300 нанометров ученые использовали кремниевые матрицы, на которые с помощью метода электронно-лучевого испарения разместили слой золота.

Подобрав оптимальные размеры пор и толщину фольги, авторы использовали золотую сетку для исследования белка DPS (DNA protection during starvation). Разработанные подложки помогли получить информацию о его структуре с разрешением меньше двух ангстрем за девять часов сбора данных.

По словам авторов, дополнительная обработка сетки материалами вроде модифицированного графена поможет избавиться от ограничений использования такой подложки из-за контактов с воздухом или влагой. А применение новых разработок в криомикроскопии с температурами близкими к нулю кельвинов позволит получать еще более четкие изображения.

За разработки метода криоэлектронной спектроскопии в 2017 году дали Нобелевскую премию по химии. Больше об этом важном методе можно почитать в нашем материале «Тени во льду». В этом году премию по химии также присудили за исследования в области, близкой к биологии: Дженнифер Дудне и Эммануэль Шарпантье получат вознаграждение за развитие метода редактирования генома CRISPR/Cas.

Алина Кротова

via
Tags: БИОЛОГИЯ, ТЕХНОЛОГИИ, ФИЗИКА, ХИМИЯ
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments