PDMSベースのマイクロ流体チップアセンブリを用いた冷凍EMにおける時間解像度と,HflX媒介リボソームリサイクルの研究へのその応用

科学分野:

• 構造生物学
• 生物化学
• バイオ物理学

背景:

• 急速な生物学的過程をリアルタイムで研究することは,高速な動力学のために困難です.
• 反応中間物質を捕獲するための従来の方法は,限られた洞察を提供します.

研究 の 目的:

• 生物分子の反応をリアルタイムで視覚化するための新しい時間解明の冷凍-EM方法を開発する.
• 暫定的な中間物質を研究するための従来の技術の限界を克服する.

主な方法:

• 再利用可能なポリジメチルシロキサン (PDMS) ベースのマイクロ流体チップを使用して,効率的な反応物質の混合を行いました.
• サンプル吸附を防止し,再現性を確保するために,二酸化シリコンでPDMSをコーティングします.
• 10〜1000ミリ秒で装置を操作した.

主要な成果:

• in vitro 反応で 3 Å の構造解像度を達成した.
• 140ミリ秒以内に70S大腸菌リボソームのHflX媒介分裂で3つの高解像度反応中間物質を捕獲した.
• リボソーム分裂のメカニズムを示した.

結論:

• 開発された時間分解の冷凍-EM方法は,急速な生物分子のプロセスを可視化します.
• このテクニックは 反応機構と 臨時状態に関する 前例のない洞察を 提供します
• HflXとGTPによるリボソーム分裂のメカニズムを明らかにした.