Rewolucyjna technologia mikroskopowa po raz pierwszy pozwala zobrazować pojedyncze atomy
Postępy dokonane w technologii mikroskopów elektronowych umożliwiły naukowcom pokonanie bariery rozdzielczości atomowej i zobrazowanie pojedynczych atomów w białku.
Rewolucyjny postęp jest ogromnym krokiem w procesie zwanym mikroskopią krioelektronową. Nigdy wcześniej naukowcy nie byli w stanie wytwarzać obrazów w tak wysokiej rozdzielczości.
Mikroskopia krioelektronowa
Mikroskopia krioelektronowa szybko zrewolucjonizowała biologię strukturalną, gdy trzech naukowców otrzymało Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii za opracowanie jej na potrzeby obrazów w wysokiej rozdzielczości w 2017 roku.
Technologię nieustannie udoskonalano. W końcu wiązki elektronów wraz z optymalizacjami oprogramowania pozwoliły zagłębić się w struktury molekularne znacznie dalej, niż kiedykolwiek wcześniej.
Nowy rozdział biologii strukturalnej
Spojrzenie na atomową strukturę białek znacznie przyspieszy nasze rozumienie procesów komórkowych, bez względu na to, czy są to interakcje enzymatyczne, czy wizualizacja wiązania leków. Technologia dotrzymuje kroku szeroko stosowanej krystalografii rentgenowskiej.
Do zobrazowania białek z tak niebywałymi detalami wymagane są dość niskie temperatury. Po zebraniu i schłodzeniu ich do temperatury kriogenicznej (około -200 °C), do próbek przykłada się wiązkę elektronów.
Mikroskopia elektronowa wymaga złożonego przygotowania próbki, ale w przypadku mikroskopii krioelektronowej wystarczy próbka zamrożonego ciała stałego. Elektrony odbijają się z powrotem do detektora, który wysyła dane przez oprogramowanie.
Komputer składa ostateczny obraz i nadaje mu sens, co umożliwia dalsze badania struktury białka. W raporcie opublikowanym w czasopiśmie Nature zespół uchwycił białko w tak wysokiej rozdzielczości, że wszystkie zawarte w nim atomy były wyraźnie widoczne.
Rewolucyjna technologia
Jest to pierwszy przypadek, kiedy poszczególne atomy w strukturze białka można wyraźnie zobaczyć na obrazie z mikroskopu krioelektronowego. Białko zwane apoferytyną miało zdumiewającą rozdzielczość 1,25 angstrema.
Apoferytyna jest wykorzystywana w mikroskopii krioelektronowej ze względu na wyjątkową stabilność i stała się niezawodną próbką testową umożliwiającą osiągnięcie granicy technologii. Wraz z kontynuacją przełomowej technologii kształtowana będzie biologia strukturalna.
