Благодаря крио-ЭМ немецкие и британские учёные получили изображения атомов с исключительной точностью. В чём же суть этой технологии, недавно совершившей прорыв в визуализации биомолекул?
Уникальные изображения!
Публикация в журнале Nature от 3 июня 2020 г. посвящена исследованию групп Института биофизической химии им. Макса Планка в Геттингене и Лаборатории молекулярной биологии Совета медицинских исследований Кембриджа. Учёные говорят, что получили изображения атомов с невиданной ранее точностью.
Для получения изображений использовался трансмиссионный электронный микроскоп. В отличие от традиционного микроскопа, где образец находится посреди луча света, просвечивающий электронный микроскоп располагает образец перед пучком электронов.
Модель точности и резкости
Криоэлектронная микроскопия позволяет добиться атомного разрешения. С помощью электромагнитных линз немецкие и британские учёные просмотрели атомы в белке (апоферритин) с исключительной точностью до 1,2 ангстрема.
Помимо уникальной точности изображений, резкость также является очень интересным моментом. Метод крио-ЭМ не нуждается в красителе или химическом фиксаторе. Образцы быстро замораживаются в гидратированной форме, что позволяет сохранить их первоначальное состояние.
Обе работы можно найти на сайте для предварительной публикации. Ведущего автора немецкого исследования Хольгера Штарка в статье «Природа» назвали это исследование «важным шагом» в преодолении «последнего барьера разрешения».
Крупный прорыв в медицине
Крио-ЭМ — важное достижение медицины. За разработку этого метода Жак Дюбоше (Швейцария), Йоахим Франк (Германия) и Ричард Хендерсон (Шотландия) получили Нобелевскую премию по химии в 2017 году. В 2019 году исследователи из Финляндии и Бельгии выделили новую особенность нескольких вирусов, общую для людей, использующих метод крио-ЭМ.
Этот метод помог лучше понять Covid-19. Исследования предоставили молекулярные изображения поверхностного белка, который позволяет вирусу присоединяться к клеткам легких до заражения. Также изучалось, как этот же белок изменяет функции клеток легких для размножения вируса.