ExoSloNano:多模态纳米金标签用于识别活细胞和冷电子断层扫描中的宏分子

科学领域:

• 细胞和分子生物学 细胞和分子生物学
• 生物物理学的生物物理.
• 显微镜技术 显微镜技术

背景情况:

• 在现场冷电子显微镜 (cryo-EM) 对于研究原生细胞环境中的宏分子结构具有强大作用.
• 目前的冷EM方法很难识别细胞内较小或稀少的蛋白质.
• 化EM的进步主要集中在大型复合体上,在识别更广泛的蛋白质组方面留下了一个空白.

研究的目的:

• 开发和验证使用冷电子断层扫描 (cryo-ET) 检测活细胞内的特定蛋白质的新型纳米金探针.
• 为了使以前难以捉摸的大分子在各种尺寸尺度上的识别和结构分析.
• 扩大可用于电子显微镜分析的蛋白质的范围.

主要方法:

• 引入纳米金探头进入活细胞,保持细胞完整性和分子网络.
• 使用冷电子断层扫描 (cryo-ET) 和树脂嵌入式相关光电子显微镜 (CLEM) 进行检测.
• 采用室温电子显微镜 (EM) 进行初始蛋白质识别和冷ET进行结构分辨.
• 对于潜在的多重标签策略,使用不同大小的金颗粒.

主要成果:

• 证明成功地将纳米金探头引入活细胞,而不会损害生命力或网络完整性.
• 通过纳米黄金标签系统成功识别了细胞质和核蛋白.
• 在冷-ET断层扫描中解决了具有高分子特异性的相关细胞结构.
• 验证了探测器以高效率和特异性标记蛋白质的能力.

结论:

• 引入了一种广泛启用工具,可以显著扩展电子显微镜可访问的蛋白质组.
• 纳米金探针在活细胞中提供高效的蛋白质标记,并在cryo-ET中提供分子特异性.
• 这项技术有助于研究以前无法溶解的蛋白质和分子网络.
• 该系统支持未来的多重标签,用于同时检测和结构分析多个目标.