NatureMethods新年展望：细胞核结构
今年第一期《Nature Methods》评出了2015的年度技术——单颗粒冷冻电镜（cryo-EM）。除此之外，该杂志还对一些热门技术进行了一番展望，包括细胞内蛋白标记、精准光遗传学、高多重成像、亚细胞图谱分析等等。 “位置高于一切”是房地产的金科玉律，这句话也同样适应于哺乳动物基因组。基因调控依赖于染色质及其调控元件在细胞核内的三维组织形式。染色质构象捕获的经典方法（3C），让我们对染色质的复杂结构有了惊鸿一瞥。但要在高分辨率和高通量水平上成像3D染色质结构的动态，我们还需要新的方法。这些方法将帮助我们真正理解基因组的组织形式，这种形式随时间推移的演化，及其对疾病的推动作用。 3C衍生技术主要是将相互作用的染色质位点交联起来，然后再进行扩增和测序。这种技术的通量受到了限制，而且对顺式互作有偏好。最新的技术改良包括两个连续的捕获步骤，不仅大大提高了通量和分辨率，还能实现弱互作和强互作的相对定量，阐明它们各自的生物学作用......阅读全文
冷冻电镜单颗粒技术
单颗粒技术对分散分布的生物大分子分别成像，基于分子结构同一性的假设，对多个图像进行统计分析，并通过对正、加和平均等图像操作手段提高信噪比，进一步确认二维图像之间的空间投影关系后经过三维重构获得生物大分子的三维结构方法（图3.4）。其适合的样品分子量范围为80~50MD，最高分辨率约3Å。利用单颗粒技
冷冻电镜单颗粒分析技术入门指南
结构生物学的主要目标是，从机制上理解关键的生物学过程。研究这些过程中的大分子和复合体，确定它们的原子结构，可以得到最详细的基础信息。除此之外，获得药物靶标的原子结构也是药物开发的标准程序，人们可以在此基础上设计和优化治疗性的化合物。 不久以前，单颗粒冷冻电镜（cryo-EM）还不是大多数结构生
冷冻电镜颗粒挑选
颗粒挑选接下来需要从原始数据中筛选出颗粒投影，也被称为“颗粒挑选”，颗粒挑选的好坏也将影响所有后续的分析和处理过程，是一个重要并且繁琐的步骤。颗粒挑选方式可以分为手动挑选、半自动挑选和完全自动挑选这几种。在早期的分析中，对于结构的了解还非常少，优先考虑的都是人工挑选。但是自动的颗粒图像获取方法的出现
Cell：单颗粒冷冻电镜技术入门指南及突破进展
结构生物学的主要目标是，从机制上理解关键的生物学过程。研究这些过程中的大分子和复合体，确定它们的原子结构，可以得到最详细的基础信息。除此之外，获得药物靶标的原子结构也是药物开发的标准程序，人们可以在此基础上设计和优化治疗性的化合物。 不久以前，单颗粒冷冻电镜（cryo-EM）还不是大多数结构生
冷冻电镜单粒子法
三维冷冻电子显微术已经在确定结构组成和大分子复合物的结构层次方面取得了重要进展。单粒子冷冻电镜技术是获得三位重构图像的重要的方法。单粒子法就是对分离纯化的颗粒状分子进行结构分析。既可以对有二十面对称结构的病毒或螺旋对称结构进行分析，也可以对象核糖体等大的可溶性复合物进行结构分析，还可以对溶解状态的
单颗粒冷冻电镜技术解析核糖体组装的动态过程
核糖体是所有生物用来合成蛋白质的分子机器，是生命的基本元件。核糖体包括大亚基和小亚基，两个亚基都是由核糖体RNA和大量蛋白质构成的大型复合物。在真核细胞中，核糖体的组装是一个高度复杂、动态的过程，两个亚基在成熟过程中会结合大量的组装因子，形成一系列核糖体前体复合物。小亚基在成熟过程中形成两种主要
冷冻电镜单粒子法及其应用
冷冻电镜单粒子法使我们在分子水平对生命过程有了新的认识。核糖体是一个由多种结构相互作用形成的RNA蛋白质复合体，他的结构解析是对这种技术应用的最好说明。从7 0年代Ｆrank开始对核糖体进行单颗粒分析以来 ,二十多年的努力使得大肠杆菌70Ｓ核糖体1.5ｎｍ分辨率的三维结构已经得到揭示。从这个三维结构
冷冻电镜（cryoEM）单颗粒分析技术解析生物大分子结构
冷冻电镜（cryo-EM）单颗粒分析技术已经成为结构生物学众多结构解析方法中异军突起的一支，在膜蛋白的结构解析中更是发挥着与日俱增的作用。目前的冷冻电镜单颗粒技术已经能较容易地将分子量大于300千道尔顿且生化性质稳定的蛋白质解析至近原子分辨率（约3 埃水平）。但由于小分子量蛋白质（一般为小于20
冷冻电镜样品冷冻
样品冷冻样品冷冻其实是科学家们很早就想到的思路，但是冷冻之后样品中水分子形成冰晶，不仅产生强烈电子衍射掩盖样品信号，还会改变样品结构。直到1974年，Kenneth A. Taylor和Robert M. Glaeser在-120℃观察含水生物样品时未发现冰晶形成，而且发现冷冻样品能够耐受更大剂量和
冷冻电镜
说起冷冻电镜，小编想不管是研究生还是教授大咖，可能和科研有那么一丁点联系的人对这个名字都不会陌生，因为它实在太出名了！基于冷冻电镜产出的科研成果很多都发表在Nature、Science、Cell等顶刊上（羡慕脸），堪称NSC神器。冷冻电镜技术的发展直接带动了生命科学领域，特别是结构生物学的飞速发展，
冷冻电镜原理
冷冻电镜原理冷冻电子显微学解析生物大分子及细胞结构的核心是透射电子显微镜成像，其基本过程包括样品制备、电子显微镜成像、图像处理及结构解析等几个基本步骤。冷冻电镜解析结构步骤 图片来源：中科院计算所透射电子显微镜成像过程中，电子束穿透样品，将样品的三维电势密度分布函数沿着电子束的传播方向投影至与传播
冷冻电镜成像
冷冻电镜成像冷冻的样品冷冻输送器转移到电镜的样品室，在电镜成像之前，需确认样品中的水处于玻璃态。由于生物样品对高能电子的辐射敏感，成像时必须使用低剂量技术（
冷冻电镜研究
在低温下使用透射电子显微镜观察样品的显微技术，就叫做冷冻电子显微镜技术，简称冷冻电镜(cryo-electron microscopy， cryo-EM)。冷冻电镜是重要的结构生物学研究方法，它与另外两种技术：X射线晶体学(X-ray crystallography)和核磁共振(nuclear ma
冷冻蚀刻电镜技术
冻蚀刻(Freezeetching)技术是从50年代开始发展起来的一种将断裂和复型相结合的制备透射电镜样品技术，亦称冷冻断裂(Freezefracture)或冷冻复型(Freezereplica)，用于细胞生物学等领域的显微结构研究。
冷冻电镜原理
冷冻电镜原理冷冻电子显微学解析生物大分子及细胞结构的核心是透射电子显微镜成像，其基本过程包括样品制备、透射电子显微镜成像、图像处理及结构解析等几个基本步骤（图3.1）。在透射电子显微镜成像中，电子枪产生的电子在高压电场中被加速至亚光速并在高真空的显微镜内部运动，根据高速运动的电子在磁场中发生偏转的原
冷冻电镜分类
冷冻电镜分类目前我们讨论的冷冻电镜基本上指的都是冷冻透射电子显微镜，但是如果我们以使用冷冻技术的角度定义冷冻电镜的话，冷冻电镜主要可以分为冷冻透射电子显微镜、冷冻扫描电子显微镜、冷冻蚀刻电子显微镜。 冷冻透射电子显微镜冷冻透射电镜（Cryo-TEM）通常是在普通透射电镜上加装样品冷冻设备，将样品冷却
我国科研人员提出冷冻电镜颗粒挑选新方法
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/3/518925.shtm“人工智能+”赋能科学研究有新进展。记者12日从中国科学院自动化所获悉，该所和中国科学院生物物理所等单位的科研人员以人工智能技术赋能原位结构生物学，提出了一种基于弱监督深度学习的快速准
科学家开发冷冻电镜颗粒挑选新方法
人工智能赋能生物学再获新进展。中国科学院生物物理研究所蛋白质科学研究平台生物成像中心与中国科学院自动化研究所多模态人工智能系统实验室杨戈团队合作，以人工智能技术赋能原位结构生物学，提出了一种基于弱监督深度学习的快速准确颗粒挑选方法DeepETPicker。相关研究3月7日发表于《自然-通讯》。原位冷
我国科研人员提出冷冻电镜颗粒挑选新方法
“人工智能+”赋能科学研究有新进展。记者12日从中国科学院自动化所获悉，该所和中国科学院生物物理所等单位的科研人员以人工智能技术赋能原位结构生物学，提出了一种基于弱监督深度学习的快速准确颗粒挑选方法DeepETPicker。这种方法仅需要少量人工标注颗粒训练，即可实现对生物大分子快速准确的定位识
科学家开发冷冻电镜颗粒挑选新方法
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/3/519194.shtm
细胞物流系统如何调控中美联手借冷冻电镜开启解码之路
真核生物细胞内蛋白质、脂类等“大型货物”的运输，被生物膜这道屏障天然阻隔。上个世纪60年代，科学家开始认识到细胞内存在一套有条不紊的“物流系统”，即囊泡转运。作为细胞生命活动的基本过程，囊泡转运很快成为诺贝尔奖热门领域，1974年至今已累计五次与之相关。 “但是到今天为止，细胞内囊泡的功能
颜宁：获取8种冷冻电镜结构，揭示Ryanodine受体调控机制
心肌收缩是由Ca2+进入细胞质引起的，最初来自细胞外环境，由Cav1.2介导，随后由肌浆网Ca2+储存，由RyR2介导。 Ryanodine受体是已知最大的离子通道，由分子量大于2兆道尔顿的同源四聚体组成。超过80％的蛋白质折叠成多结构域，感知与各种调节剂的相互作用，从离子到蛋白质。 RyR2活性的
原位电镜技术洞悉反应扩散调控下银颗粒动态结晶过程
近日，中国科学院过程工程研究所采用原位扫描电镜技术观察银颗粒结晶过程，揭示了动态浓度场对材料结构生长过程的调控规律，建立了材料表界面介科学研究的方法，为材料结构定向合成提供了理论指导，相关研究工作发表在Research (DOI:10.34133/2020/4370817)。 材料结构具有多样
冷冻电镜是什么
冷冻电镜，是用于扫描电镜的超低温冷冻制样及传输技术(Cryo-SEM)，可实现直接观察液体、半液体及对电子束敏感的样品，如生物、高分子材料等。能够斩获今年诺贝尔化学奖的原因是：诺奖委员会给出的获奖理由原话是“for developing cryo-electron microscopy for th
什么是冷冻电镜
什么是冷冻电镜？冷冻电镜，全称冷冻电子显微镜技术（Cryo-electron microscopy, Cryo-EM）（我大材料的小伙伴也快好好记住这个单词，相信不就的将来就会成为检索材料学文献的热门关键词），是指将生物大分子快速冷冻后，在低温环境下利用透射电子显微镜对样品进行成像，再经图像处理和
冷冻电镜的发展
细胞里面的生命活动井然有序，每一个部分都有其特定的结构，承担不同的功能。生物大分子则是一切生命活动的最终执行者，它们主要是核酸和蛋白。核酸携带了生命体的遗传信息，而蛋白是生命活动的主要执行者。自现代分子生物学诞生以来的半个世纪里，解析和分析生物大分子的结构、进而阐释其功能机制一直都是现代生命科学
冷冻电镜是什么
在低温下使用透射电子显微镜观察样品的显微技术，就叫做冷冻电子显微镜技术，简称冷冻电镜（cryo-electron microscopy， cryo-EM）。冷冻电镜是重要的结构生物学研究方法，它与另外两种技术：X射线晶体学（X-ray crystallography）和核磁共振（nuclear ma
冷冻电镜是什么
在低温下使用透射电子显微镜观察样品的显微技术，就叫做冷冻电子显微镜技术，简称冷冻电镜（cryo-electron microscopy， cryo-EM）。冷冻电镜是重要的结构生物学研究方法，它与另外两种技术：X射线晶体学（X-ray crystallography）和核磁共振（nuclear ma
冷冻电镜技术总结
冷冻电镜技术从建立到现在在结构测定中取得了快速的发展，这也表明了了对整个细胞和细胞器的分子成分的空间结构的描述可能很快就会成为常规方法。冷冻电镜单粒子法既可以对具有对称结构的大分子进行研究，也适合于研究结构不规则的大分子复合物，对于分子量的上限没有什么限制，理论上>100kD的分子在成像技术能够保证
冷冻电镜制样
常规的冷冻方式冷却速度缓慢，冷却过程中，蛋白质水溶液会因结晶而变形扭曲，造成生物分子的结构的破坏。快速冷冻制样是将样品快速放入液氮冷却的液态乙烷中，由于冷却速度快，使得水分子还来不及结晶就被固定住，整个冷冻过程在数毫秒之内就完成了（冷冻速率>104℃/s），冷冻好的水以玻璃态存在，不存在晶体结构，能