細胞内のタンパク質をナノスケール解像度で3DX線画像化するためのランタニド結合タグ
Tiffany W Victor1,2, Katherine H O'Toole3, Lindsey M Easthon3
1National Synchrotron Light Source II , Brookhaven National Laboratory , Upton , New York 11973 , United States.
Journal of the American Chemical Society
|January 11, 2020
まとめ
細胞内のタンパク質を 高解像度でX線画像化するための ランタナイド結合タグ (LBT) を開発しました この技術は個々のタンパク質の視覚化と ナノスケールでの元素マッピングを可能にします
科学分野:
- 細胞および分子画像
- 生体物理学技術
- 生物学におけるナノテクノロジー
背景:
- 細胞内の個々のタンパク質を 高解像度で視覚化することは 細胞のプロセスを理解するのに不可欠です
- 既存のイメージング技術は,しばしば必要な空間解像度が欠けているか,または元素分布を同時にマッピングする能力が制限されている.
- ランタニドイオンはX線検出に特異な性質を備えているが,細胞イメージングでの応用には特定のタグ付け戦略が必要である.
研究 の 目的:
- 細胞内の個々のタンパク質の高解像度X線画像化のための新しい方法を開発し,適用する.
- ランタニド結合タグ (LBT) とX線光顕微鏡 (XFM) を併用して,同時にタンパク質を視覚化し,元素のマッピングを行う.
- 細胞構造とタンパク質の局所化をイメージするための15nm未満の空間解像度を達成する.
主な方法:
- ランタニドイオンに対する高い親和性を持つ15〜20のアミノ酸の小型ランタニド結合タグ (LBT) を設計した.
- 高解像度のX線を用いた
- X線光顕微鏡 (XFM) と結合されたLBTで,タグされたタンパク質と元素分布を検出する.
主要な成果:
- 細胞内の個々のタンパク質の二次元と三次元X線イメージングのためにLBTを成功裏に適用しました.
- 15nm未満の空間解像度を達成し,細胞膜と細胞下臓器の可視化が可能になりました.
- LBTタグされたタンパク質の同時可視化と細胞内の元素分布の測定が実証された.
結論:
- ランタニド結合タグは,タンパク質のナノスケールX線イメージングのための強力なツールを提供します.
- LBT-XFMの組み合わせは,タンパク質の局所化と細胞の元素組成を研究するために前例のない解像度を提供します.
- この方法は高解像度の 細胞画像と分析のための 新しい道を開きます
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