Благодаря криоэлектронной микроскопии (крио-ЭМ) немецкие и британские исследователи создали изображения атомов с непревзойденной точностью! Что это за технология, которая недавно произвела революцию 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 (Германия) и Лаборатории молекулярной биологии Совета медицинских исследований Кембриджа (Великобритания). Так вот, эти микроскописты и структурные биологи говорят, что получили изображения атомов с невиданной ранее точностью!
Микроскоп, который использовался для получения этих изображений, является не чем иным, как трансмиссионным электронным микроскопом. Помните, что традиционный микроскоп позволяет наблюдать образец в середине пучка света. С другой стороны, просвечивающий электронный микроскоп помещает этот же образец перед пучком, в котором циркулируют электроны.
Модель точности и резкости
Эта методика, называемая криоэлектронной микроскопией (cryo-ME), позволяет получить атомное разрешение. Используя электромагнитные линзы, немецкие и британские исследователи наблюдали атомы в белке (апоферритин) с невероятным уровнем детализации. Размеры до 1.2 энгстрём (1 энгстрём — 0.1 нанометра).
Помимо уникальной точности изображений, их резкость также является очень интересным моментом. Действительно, метод крио-ЭМ не нуждается в красителе или химическом фиксаторе. Оказывается, образцы быстро замораживаются в гидратированной форме. Следовательно, это позволяет сохранить их первоначальное состояние.
Оба исследования доступны на платформе предварительной публикации , немецкого и британского исследований. На вопрос в статье «Природа» ведущий автор немецкого исследования Хольгер Штарк охарактеризовал исследование как «важный шаг» в преодолении «последнего барьера разрешения».
Крупный прорыв в медицине
Метод крио-ЭМ является очень важным достижением в медицине. За свои работы по его разработке Жак Дюбоше (Швейцария), Йоахим Франк (Германия) и Ричард Хендерсон (Шотландия) были удостоены Нобелевской премии по химии за 2017 год. В 2019 году финские и бельгийские исследователи выделили новую характеристику нескольких вирусов, общих для людей, использующих метод крио-ЭМ.
Этот метод также использовался для лучшего понимания Covid-19. В результате этих исследований были получены молекулярные изображения поверхностного белка, который позволяет вирусу присоединяться к клеткам легких до того, как заразить их. Речь шла также об изучении того, как этот же белок изменяет основные функции клеток легких, чтобы вирус мог размножаться.