Cryo-ET的力量在于可以实现一系列分辨率的细胞超微结构重构,因此它弥补了细胞和分子结构分辨率之间的差距。 冷冻的样品通过倾斜一系列角度,因此可捕捉到一系列的二维图像,这些图像可以通过计算组合来产生三维重建,这类似于CT扫描,只不过这里是样品被倾斜,而不是电子束被倾斜。 图1细胞的冷冻断层成像工作流程。1细胞生长...
Cryo-ET的力量在于可以实现一系列分辨率的细胞超微结构重构,因此它弥补了细胞和分子结构分辨率之间的差距。 冷冻的样品通过倾斜一系列角度,因此可捕捉到一系列的二维图像,这些图像可以通过计算组合来产生三维重建,这类似于CT扫描,只不过这里是样品被倾斜,而不是电子束被倾斜。 图1细胞的冷冻断层成像工作流程。1细胞生长...
由于刺突蛋白在原始三维数据中的准确坐标已经确定,因此在解出蛋白结构后,可以将其投射回去。通过这种方法,研究者从2300颗新冠病毒的cryo-ET数据中计算出最高达7.8Å分辨率的刺突结构,以及13Å的核糖核蛋白复合物(RNP)结构,并投射重构出一个具有代表性的新冠病毒全病毒结构。图8. 新冠病毒断层图像截面,叠加在...
虽然都是病毒,但针对两者的研究手段有很大的区别。无囊膜病毒大多数就像一个模子刻出来的,典型的结构是正二十面体组装(图1),其结构解析主要使用冷冻电镜成像技术cryo-EM及单颗粒重构方法SPA。而绝大多数囊膜病毒组装松散,柔性极大,高分辨率重构整颗囊膜病毒的唯一方法,就是采用冷冻电镜断层成像技术cryo-ET和子断层...
Cryo-ET技术通过对样品多个角度拍照获得倾转系列(tilt series, TS),将其重构为三维断层图像,再使用子断层平均法(sub-tomogram averaging, STA)进行高分辨率结构解析。相比传统的冷冻电镜方法,cryo-ET技术有着优秀的层析能力,对样品纯度要求较低,无需使其脱离原生环境,能最大程度保留生物样品的自然状态。因此对于尺度...
原位结构生物学核心技术是cryo-ET:它是将置于透射电镜样品台上的冷冻样品沿固定轴旋转,并从多个角度拍照获得倾转系列(tilt series, TS),将其重构为三维断层图像,再使用子断层平均法(sub-tomogram averaging, STA)进行结构解析的新型结构生物学方法。过去10年,为解决不同尺度的结构生物学问题,cryo-ET领域也开发出一...
其实,在cryo-ET技术发展的早期,科学家们已经对cryo-ET成像的潜力进行了物理与数学上的分析。剑桥分子生物学实验室(MRC-LMB)的结构病毒学家Tony Crowther等人在1969年分析了对于一定尺寸的物体,至少需要多少不同角度照片才能将其结构重构到一定分辨率,并提出了一项准则:克劳瑟准则 Crowther criterion[3]。
图1 小鼠和人类精子双联体的三维重构揭示新的微管内部蛋白 研究者解析了小鼠精子和人类精子的Cryo-ET结构,分辨率为7.7 Å和10.3Å。小鼠和人类精子微管的3D重构密度与牛气管微管相似,精子特异性密度被彩色标出(图1)。在小鼠精子轴...
原位结构生物学核心技术是cryo-ET:它是将置于透射电镜样品台上的冷冻样品沿固定轴旋转,并从多个角度拍照获得倾转系列(tilt series, TS),将其重构为三维断层图像,再使用子断层平均法(sub-tomogram averaging, STA)进行结构解析的新型结构生物学方法。过去10年,为解决不同尺度的结构生物学问题,cryo-ET领域也开发出一...
Cryo-ET技术不仅能重构病毒的完整结构组装(图1),还可提供组成病毒的各类结构蛋白的原位高分辨结构,如糖蛋白、基质蛋白等。其中病毒表面糖蛋白是病毒入侵细胞的关键分子、免疫防御的重要靶标,因而在结构蛋白研究中最受关注。Cryo-ET技术则提供了有关糖蛋白的多维度原位结构信息。例如,cryo-ET发现新冠病毒表面刺突蛋白...