Кріоелектронна мікроскопія

Кріоелектронна мікроскопія (або кріо-ЕМ) — підвид електронної мікроскопії (ЕМ), де зразок, що досліджується, охолоджують до кріогенних температур (зазвичай, температури рідкого азоту). Кріо-ЕМ дуже популярна в галузі структурної біології. Різновидом кріо-ЕМ є кріоелектронна томографія (КЕТ), в якій отримується тривимірна структура зразку за допомогою обчислювального аналізу серії двовимірних проекцій, знову отриманих за кріогенними температурами.

Кріоелектронна фотографія білка GroEL у вітрифікованому льоді.
Структура ферменту оксидази спирту (Alcohol Oxidase) на метилотрофних дріжджах Pichia pastoris, отримана за допомогою кріоелектронної мікроскопії

Нобелівська премія з хімії 2017 року була присуджена професорові Університету Лозанни Жаку Дюбоше (Jacques Dubochet), німцеві Йоахіму Франку (Joachim Frank) і британцю Річарду Гендерсону (Richard Henderson) «за розробку кріоелектронної мікроскопії для визначення структури біомолекул з високою роздільною здатністю в розчині»[1][2].

. . . Кріоелектронна мікроскопія . . .

Спочатку кріоелектронна мікроскопія була задумана як засіб боротьби з пошкодженням біологічних зразків радіацією. Доза опромінення, необхідна для отримання зображення зразка під електронним мікроскопом достатньо велика, щоб зруйнувати тонку структуру біологічних зразків. Крім того електронний мікроскоп потребує високого вакууму, що створює для біологічного зразка досить важкі умови.

Проблема вакууму була частково подолана за допомогою негативного забарвлення, але навіть із негативним забарленням біологічні зразки можуть втратити свою структуру через дегідрацію. Тому виникла ідея заточити зразок у лід, але вода має властивість утворювати при замороженні кристалічну ґратку меншої густини, а це може знищити структуру будь-чого у ній.

На початку 1980-х декілька наукових колективів, що займалися фізикою твердого тіла, розробляли методики отримання аморфного льоду різними способами, наприклад, заморожування при високому тиску та раптове заморожування. У ключовій роботі 1984 року група на чолі з Жаком Дюбоше в Європейській лабораторії молекулярної біології отримала зображення аденовірусу, вмороженого в шар аморфного льоду[3]. Ця стаття вважається витоком кріоелектроніки , а методика отримала розвиток і стала повсякденною в численних лабораторіях світу.

Енергія електронів у мікроскопі (80-300 кеВ) достатньо велика для розриву ковалентних зв’язків. При отриманні зображення зразка, чутливого до радіаційного пошокдження, необхідно обмежити час опромінення. Малі експозиції потребують використання тисяч і навіть мільйонів ідентично заморожених молекул. Ці зображення відбирають, вирівнюють й усереднюють, отримуючи за допомогою спеціальних комп’ютерних програм структури з високим розділенням. 2012 року роздільна здатність значно покращилася завдяки використанню прямих електронних детекторів та кращих алгоритмів обробки[4][5].

. . . Кріоелектронна мікроскопія . . .

Ця стаття опублікована з веб-сайту Wikipedia. Оригінальна стаття може бути дещо скорочена або змінена. Можливо, деякі посилання були змінені. Текст ліцензований згідно з «Creative Commons – Attribution – Sharealike» [1], а деякі з текстів також можуть бути ліцензовані згідно з умовами «GNU Free Documentation License» [2]. До медіафайлів можуть застосовуватися додаткові умови. Використовуючи цей сайт, ви погоджуєтеся з нашими юридичними сторінками . Веб-посилання: [1] [2]

. . . Кріоелектронна мікроскопія . . .

Previous post Гілфорд (Мен)
Next post Марія Розарія Піомеллі