玻璃化样品的低温光显微镜,使用安格斯特罗姆精度

科学领域:

• 结构生物学 结构生物学
• 生物物理学的生物物理.
• 显微镜的使用方法

背景情况:

• 高分辨率的结构生物学受到样本结晶的困难和本地细胞环境中的低对比度的阻碍.
• 超分辨率显微镜提供了解决方案,但仅限于化学固定样本,损害了原生结构的保存.
• 实现近原生样本保存和近原子光学分辨率对于在结构生物学中推进光显微镜至关重要.

研究的目的:

• 引入单粒子冷光显微镜 (spCryo-LM) 作为高分辨率结构研究的新技术.
• 为了使近原生样本保存和近原子光学分辨率使用光显微镜.
• 建立光显微镜作为结构生物学的一种多功能工具,与本地细胞环境兼容.

主要方法:

• 适应的冷电子显微镜 (Cryo-EM) 协议用于冲击结生物样本.
• 利用一个高真空的冷式穿系统将样品转移到一个装有超分辨率光显微镜的液冷机中.
• 利用低温增强的光物理来进行安格斯特罗姆精确的光体定位.

主要成果:

• 在数百纳米隔离的蛋白质上定位光体的Angstrom精度.
• 具有特征的玻璃体冰,单分子光闪和在冷温度下的激光强度效应.
• 成功地在合成膜和膜蛋白中解决了α-hemolysin的结构,在它们的原生细胞环境中.

结论:

• 单颗粒冷光显微镜 (spCryo-LM) 可以在它们的原生细胞环境中进行蛋白质的结构研究,而无需化学固定或隔离.
• 该技术实现了近原生样本的保存和近原子的光学分辨率,使光显微镜成为一个强大的结构生物学工具.
• spCryo-LM与其他超分辨率和光谱技术兼容,为与 Cryo-EM 相关的显微镜铺平了道路.