Криоэлектронная микроскопия показывает более высокую радиационную толерантность белков

Электронная микроскопия является одним из наиболее широко используемых методов для изучения структуры белка. Анализ этих структур чрезвычайно важен для описания их функции, предоставляя фундаментальные данные в нескольких областях, таких как исследования рака, клеточная биология, структурная биология и множество других биомедицинских областей. Кроме того, он также обеспечивает лучшее понимание биоминерализации.

Схематическое изображение белков гидратированных микротрубочек, инкапсулированных между двумя слоями графена, полученных с помощью просвечивающей электронной микроскопии (ТЕМ). Пример ПЭМ-изображения микротрубочки показан справа. Внутренняя подкладка отражает протофиламентную структуру полимерной микротрубочки. Бесплатно в этом пресс-релизе. (Изображение предоставлено INM, Niels de Jonge)

Жидкофазная электронная микроскопия, или LPEM, является новым вариантом для визуализации белков. Эта технология позволяет визуализировать нативную или неокрашенную структуру белка и другие образцы, такие как клетки или наноматериалы, в жидкости. LPEM был разработан за последние 15 лет. До сих пор обсуждался вопрос о том, будет ли радиационная стойкость жидких образцов хуже или лучше по сравнению с аморфным льдом.

Серкан Кескин и Нильс де Йонге из Института новых материалов INM-Leibniz теперь показали в своей недавней публикации, что радиационная стойкость повышена на порядок по сравнению с образцом во льду. Этот результат был достигнут путем подготовки образца микротрубочек в графеновой жидкой клетке. Было важно использовать минимально возможную скорость, с которой применялось облучение электронным пучком.

Обычно для фиксации и окрашивания образцов используют металл, чтобы улучшить их контраст, и затем эти образцы сушат, помещают в пластик, нарезают тонкими срезами и, наконец, визуализируют в вакуумной среде, необходимой для электронной микроскопии. Недостатки, связанные с этой пробоподготовкой, преодолеваются с помощью криоэлектронной микроскопии, которая позволяет исследовать белки в состоянии, близком к нативно-гидратированному, путем их формулирования в аморфном льду.

И наоборот, образцы очень чувствительны к облучению электронным пучком, что представляет собой серьезное ограничение. В результате, статистический шум, присутствующий на изображении, не позволяет получить высокое разрешение, и для разрешения структуры требуется несколько тысяч зашумленных изображений аналогичных структур.

Source link