在细胞提取物中捕获核糖体结构:无净化冷EM方法揭示了新的结构状态

科学领域:

• 结构生物学
• 分子生物学
• 生物化学

背景情况:

• 使用冷电子显微镜 (cryoEM) 进行传统的核糖体结构分析需要纯化样本,限制了细胞内结构多样性的捕获.
• 在现场冷电子断层扫描提供细胞背景,但其吞吐量和分辨率较低.
• 现有的方法难以代表原生细胞环境中的全部核糖体状态和相关因素.

研究的目的:

• 引入CryoPRISM (从亚细胞混合物进行无净化核糖体成像),这是一种用于高分辨率外体核糖体结构分析的新工作流程.
• 克服传统的体外和现场冷EM方法研究核糖体异质性的局限性.
• 直接从细胞溶解物中对核糖体结构和相互作用进行快速和全面的研究.

主要方法:

• 化PRISM工作流程:细胞溶解,玻璃化和图像分析用于直接核糖体成像.
• 在大肠杆菌中用于捕获多种核糖体状态.
• 超过20种不同的核糖体构造的高分辨率结构确定.

主要成果:

• 从大肠杆菌细胞溶解物中成功解决了超过20种不同的核糖体状态.
• 确定了各种功能状态,包括组装,翻译启动,延伸,转译和静止.
• 发现了一种新型的延长因子G (EF-G) 与休核糖体结合的冬眠因子RaiA.

结论:

• 化PRISM提供了一种快速,可访问和高分辨率的活体核糖体结构分析方法.
• 该技术保留了原生相互作用并捕捉了结构异质性,克服了以前方法的局限性.
• 预计cryoPRISM将在各种生物体和疾病中显著推进核糖体生物学研究.