视频:研究人员首次生成高质量的单个蛋白质三维图像

破解电子显微镜

蛋白质是遗传生物学中的“主力军”,但它们的研究起来可能非常困难。它们的结构与其功能(有时是功能失调)息息相关,这对健康和医学有着深远的影响。因此,劳伦斯伯克利国家实验室的几位研究人员通过“破解”他们的冷冻电子显微镜,获得了比制造商预期的更高的分辨率,并制作出了 首张单个蛋白质的 3D 图像,其清晰度足以确定其结构,这意义重大。

到目前为止,对蛋白质形状和结构的编目已是相当常规的科学研究。生产生物制品的制药公司一直在这样做,以寻找可能缓解各种病症的蛋白质疗法。但这并不容易,因为传统的蛋白质模型是对数万个分子的分析进行平均得出的,原因是以个体蛋白质的特征成像所需的解析度根本难以获得。

直到现在。Gang Ren 和 Lei Zhang 在《公共科学图书馆·综合》期刊上报道了他们自己研发的电子显微镜技术,他们称之为“单颗粒电子断层扫描术”或 IPET。他们的图像仍然有些模糊,但足以让研究人员确定蛋白质的结构。此外,他们通过一种新颖的方法,将样品保持在极低的温度(闪速冷冻在液氮中,达到零下292度)并在镜头下将其倾斜高达140度,可以在几个小时内生成一百多张图像。

一旦将这些图像拼接在一起,它们就能相互印证,不仅产生 3D 深度,还能帮助聚焦到目标蛋白质,并从图像中去除噪声。其结果是我们有史以来听过的最好的单个蛋白质结构图像,它有可能在药物研发和加深我们对蛋白质动力学的基本理解方面取得长足进展。LBNL 通过下方的链接提供了对这项技术的更深入的解释。

LBNL

 

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