写于 2018-11-20 07:06:08| 亚洲城ca88手机登录地址| ca88手机登录官网
<p>来自单个粒子的三维图像(A)ApoA-1蛋白质粒子的一系列图像,取自不同的角度如图所示四个计算机增强(投影)的连续性阐明信号在右栏中是3-D从澄清数据B)编译的图像是重建的三维图像的特写C)分析显示颗粒结构是如何由三种ApoA-1蛋白(红色,绿色,蓝色面条样模型)形成的</p><p>美国能源部(DOE)的劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)使用他们称之为“单个粒子电子断层扫描”或IPET的技术,首次制作了单个蛋白质的三维图像,这些研究人员能够捕获单个IgG抗体和载脂蛋白A-1(ApoA-1)的图像当Gang Ren旋转他的低温电子显微镜的控制器时,他将其与微调自行车的变速器和制动器进行比较但是这台机器在美国能源部(DOE)的律师伯克利国家实验室(伯克利实验室)有点复杂它花费近1500万美元,在寒冷的液氮温度下工作,它让科学家们能够看到之前没有人见过的东西在分子铸造厂,伯克利实验室备受赞誉的纳米技术研究中心,Ren将他的Zeiss Libra 120 Cryo-Tem显微镜推向其德国制造商从未设想的分辨率,生成单个分子的详细快照</p><p>今天,他和他的同事张磊正在报道有史以来单个蛋白质的第一张三维图像</p><p>获得足够的清晰度以确定其结构科学家通常使用X射线衍射,核磁共振和传统的低温电子显微镜(cryoEM)成像创建蛋白质模型但这些模型需要计算机“平均”来自数千个分析的数据,或者甚至数以百万计的分子,因为它很难解决单个粒子Ren和张的特征我已经做到了这一点,使用单一蛋白质的电子显微镜图像生成详细的模型他称他的技术为“个体 - 粒子电子断层扫描”,或IPET这项工作描述于1月24日的PLoS One,开源科学期刊,在题为“IPET和FETR:通过单分子结构的冷冻电子层析成像研究分子结构动力学的实验方法”的文章中,论文中报道的三维图像包括单个IgG抗体和载脂蛋白A-1的图像( ApoA-1),一种参与人体新陈代谢的蛋白质Ren的目标是产生具有医学意义的蛋白质的个体三维图像,例如HDL-心脏保护性的“好胆固醇”,其结构已经躲过了大批科学家的努力</p><p>更强大的蛋白质建模工具“我们正在顺利进行,”任仁拥有知道自己可以做什么的人的资历他于2010年8月被招募到伯克利实验室工作来自加利福尼亚大学旧金山分校,他使用低温电子显微镜和更常规的平均技术来辨别LDL的三维结构 - 被认为是心脏病的主要危险因素的“坏胆固醇”他的图像单个蛋白质有点模糊,即使它们通过复杂的计算机过滤来清理,但对训练有素的观察者来说非常有用</p><p>这些单个颗粒非常微小,要求Ren在小于20纳米的位置上归零</p><p>他报道了蛋白质图像小到70 kDa这是千道尔顿,用于测量原子,分子和DNA片段的Lilliputian量表(以质量单位表示)这是一种更有用的方法来调整像蛋白质这样可以聚集的软物体,纤维素或软盘与蛋白质模型的雕塑图像不同,这些照片中的一套可以在复杂的结构中传达这些粒子的所有纳米级松弛感</p><p>这些蛋白质的秘密在于它们的功能秘密,也许是阻断坏蛋的药物的关键,并推广好的蛋白质通过一些额外的计算机过滤,可以从图像生成高对比度的蛋白质模型,并动画显示其移动三维视频中的零件显示计算机动画演示了人类IgG抗体的灵活动态 - 运动部分 - 两个单独的抗体颗粒(灰色)的三维图像是使用EMET进行的EM层析成像 该演示展示了抗体颗粒#1的相同分子链(红色,橙色和绿色面条样模型)如何精确地适应颗粒#2,在显微镜下以完全不同的姿势发现“这可以让您看到每个蛋白质的个性,“Ren说”它是人们认为不可能的事物的概念证明“通过观察单个蛋白质的结构,可以理解它们灵活,活动的部分”这为这个开启了一扇门</p><p>研究蛋白质动力学,“Ren说”抗体,例如,抗体不稳定它们非常灵活,非常有活力“Ren如何从他的天秤座120中哄骗这么多的多功能性</p><p> “这不是一个非常高端的模型,”他承认Much与他在机器上固定的配件有关,并且凭借自己的艺术和耐心,他为显微镜配备了价值30万美元的CCD相机,一些强大的图像处理功能软件,特殊的对比剂,以及一种称为“能量过滤器”的设备,可以筛选数字化的摄像机数据并剔除微弱的信号</p><p>他完全熟悉他的定制机器,他还使用了一种肘部油脂元素,长时间工作以抽出强大的力量来自数字噪声的图像用于创建3-D肖像的多个角度有助于解决微弱的分子图像“所有图像都很嘈杂”,Ren解释说“在物理学中,图像之间的噪声不一致,但信号 - 物体或蛋白质 - 是一致的通过使用这种方法,我们发现一致的部分(信号)可以增强,而不一致的部分(噪音)将大大减少“电子显微镜开放聚焦电子流而不是光来看到极其微小的东西电子束的短波长可以实现比可见光更高的分辨率和放大倍数强大的电子显微镜已经使用了几十年来探测原子级材料;分子铸造厂隔壁就是伯克利实验室的国家电子显微镜中心,它拥有世界上最强大的显微镜TEAM 05显微镜可以区分像氢原子半径一样小的物体但这些重量级显微镜拉开了这个原子具有能量脉冲的大规模分辨率将消除大多数软生物蛋白质高功率电子显微镜主要用于探测强固体材料的原子结构,如石墨烯 - 碳晶格只有一个原子厚度的Ren实验室专门研究冷冻,检查在-180°C(-292°F)冷冻的物体</p><p>液氮浴快速冷冻样品,没有冰晶形成“它是无定形的,就像玻璃一样”,Ren说,蛋白质样品被冻结在一个婴儿指甲大小的圆盘,填充2微米宽的小孔将圆盘插入显微镜上的旋转支架,可将样品倾斜至14真空中的0° - 足够的摄像机角度以产生三维视角“挑战是将其与空气隔离,并且在没有振动的情况下将其转动,甚至是液氮冒泡的振动,”Ren说道</p><p>低温固定样品并防止它们在电子扫描所需的真空中干燥它创造了有利于在低得多的电子剂量下成像的条件 - 足够低以保持单个软蛋白质完整而超过100个图像被拍摄一到两个小时的时间资料来源:Sabin Russell,劳伦斯伯克利国家实验室图片: