外行看热闹,内行看门道:从低温冷冻电镜的近热看创新

外行看热闹 前两年听说低温冷冻电镜在测量蛋白质结构方面有大的突破,分辨率已经可以和最好的X射线晶体结构测定不相上下,而且不用再辛辛苦苦培养蛋白晶体,很可能近期会有人得诺贝尔奖之类。 维基百科上关于Cryo-EM的介绍链接:http://en.wikipedia.org/wiki/Cryo-electron_microscopy 因为研究领域不同,我对低温冷冻电镜(Cryo Electron Microscopy, Cryo-EM)完全是外行。常言道,外行看热闹,内行看门道。作为不合格的外行,我一直连热闹都没来得及去看。 几个月前偶然在实验室听美国Baylor医学院(Baylor College of Medicine)华裔教授Wah Chiu有关Cryo-EM病毒结构测量的报告,我才想起来去年夏天回北京中关村中科院物理所开超快光谱会的时候,有天晚上去清华大学和几个做生物学研究的几个海龟朋友聊天吃饭之后,去参观了一下清......阅读全文

Science深度综述:冷冻电镜的激荡40年

  “It is very easy to answer many fundamental biological questions; you just look at the thing!”——1965年诺贝尔物理学奖得主理查德•费曼教授  正如费曼教授所言,结构生物学的核心正在于“看清事物”。只

冷冻电镜从静态结构到动态分子电影

从静态结构到动态分子电影生物分子在室温下是活跃的,而且大多数的分子功能是通过结构的变化来实现的。基于X射线, 尤其是最近发展的X 射线自由电子激光(XFEL)的结构生物学的研究重点之一便是实现时间分辨的结构生物学研究(time-resolved structure determination)。到目

细胞冷冻电镜到底是什么神兵利器?

  冷冻电镜它首先是一个电镜。  而电镜是电子显微镜的缩写。所谓电子显微镜,又是在光学显微镜的基础上发展出来的。  光学显微镜利用可见光作为探针来观测微观物体,比如光学显微镜可以观察细胞。但是,对于细胞内的蛋白质分子,光学显微镜就看不见它了。  为什么呢?  原因其实很简单,光学显微镜利用的是光子的

一般冷冻电镜需要做多久时间

一般冷冻电镜需要做真空冷冻干燥2小时。冷冻电镜技术,全称是冷冻电子显微镜技术,是在低温下使用透射电子显微镜观察样品的显微技术。冷冻电子显微镜技术是20世纪70年代提出的,80年代趋于成熟。它主要是研究生物物质结构的技术,与X-射线晶体学和核磁共振波谱学相辅相成,共同解析物质结构并且解决实际问题。

冷冻电镜 细胞内分子结构测定

 细胞内分子结构测定:从溶液内(in vitro)到细胞内(in situ)当前的高分辨分子结构基本都是在溶液中提纯出来的分子样品,也就是通常所说的in vitro 实验。现在可以利用快速冷冻的方法把细胞固定,再用高能粒子枪对细胞进行高精度切片。在细胞的某些部位,常常有大量同类分子聚集,比如在内质网

中美学者利用冷冻电镜成功解析神经突触

  记者近日从中国科学技术大学获悉:该校科学家在国际上首次利用冷冻电镜技术对完整神经突触进行系统性定量分析,既推动了对突触超微结构与功能这一“黑匣子”的解密,又为突破冷冻电镜技术在复杂细胞体系中原位解析生物大分子复合物的组织结构这一技术难题奠定了基础。成果于日前以封面论文形式发表在国际学术期刊《神经

200KV冷冻电镜会产生X射线吗

1、电镜是会产生X射线的。2、电镜所产生的X射线非常弱,举个例子,一般的小功率X射线衍射仪的X光管为40kV,40mA,而扫描电镜的的功率约为20kV,300pA,功率要差8个数量级。3、电镜都是全封闭的,密闭性良好,一般没有问题。

冷冻电镜技术揭开重要蛋白原子结构

  据物理学家组织网10月30日报道,英国科学家利用2017年诺贝尔化学奖重要成果——冷冻电镜技术,攻克了与基因表达有关的一种重要蛋白的结构难题。发表在最新一期《科学》杂志上的相关论文称,蛋白结构显示,流感病毒可与该蛋白中特定位点结合,摧毁细胞的基因表达能力,为深入研究流感、癌症等疾病打开了一扇大门

冷冻电镜在结构生物学中的战绩

冷冻电镜在结构生物学中的战绩从NSC等顶刊的发文情况及源源不断的生物大分子结构被解析出来,冷冻电镜在结构生物学领域取得的巨大成功无需赘述。单单以中国大陆为例,基于冷冻电镜技术在结构生物学领域取得的重大进展就十分可观,具体如表1所示[5](2016年)。而随着冷冻电镜技术的大热,国内的许多高校、科研院

扫描电镜——细胞内部结构冷冻割断法

该方法简便,结构清晰,已得到广泛应用。其操作方法如下:1) 取材和固定:为了使细胞结构清晰,不被过多的血细胞污染,可在取材前用灌注法冲洗。即先将动物麻醉,经腹主动脉注入生理盐水或低分子量的右,切开下腔静脉放血,至无血色为止。然后迅速取材,将样品修成1mm×1mm×5mm大小,投入1%锇酸溶液

利用冷冻电镜成功解析神经突触超微结构

  记者从中国科大获悉,该校合肥微尺度物质科学国家研究中心与生命科学学院毕国强、刘北明与周正洪教授合作课题组的研究成果——利用冷冻电子断层三维重构技术(cryoET)与冷冻光电关联显微成像技术解析神经突触超微结构。图片来源网络  2月7日,美国神经科学学会会刊《神经科学杂志》以封面形式报道了这一成果

清华大学最新Nature!冷冻电镜又出新成果

机械门控阳离子通道是一类能够响应机械力刺激而引起阳离子进出细胞、进而诱发细胞兴奋和信号传递的一类重要离子通道,然而其在哺乳动物中的分子组成长期未被发现确定。直到2010年,Piezo基因家族包括Piezo1和Piezo2两个基因被编码该类通道的必要组成成分 (Coste et al., Scie

冷冻电镜表征金属锂负极材料,能看到什么?

作为二次电池最理想的负极材料,金属锂早已在锂电池的发展初期得到使用。近几年来,由于具有高能量密度的锂硫和锂氧气电池体系需要金属锂作为负极,金属锂负极材料备受关注。 然而,锂枝晶的生长和较低的库伦效率限制了金属锂作为负极材料的实际应用。目前各研究小组主要专注于以下几个方面来改善金属锂的性能,比如电解液

冷冻电镜研究中的华人功臣——程亦凡

2017年诺贝尔化学奖颁给了 Jacques Dubochet、Joachim Frank 和 Richard Henderson,表彰他们在用冷冻电镜解析溶液中生物大分子高分辨率结构方法学方面做出的开创性贡献。▲  程亦凡在物理所做学术报告在冷冻电镜的这场技术革命中,有位华人科学家也功不可没——程

2017诺贝尔化学奖花落冷冻电镜技术

  瑞典皇家科学院4日宣布,将2017年诺贝尔化学奖授予瑞士科学家雅克·杜博歇、美国科学家约阿希姆·弗兰克以及英国科学家理查德·亨德森,以表彰他们在冷冻显微术领域的贡献。   评选委员会说,科学发现往往建立在对肉眼看不见的微观世界进行成功显像的基础之上,但是在很长时间里,已有的显微技术无法充分展示分

冷冻电镜+清华大学=7篇Cell、Nature、Science

  施一公  该校的施一公院士、颜宁教授是这一领域的知名科学家。最近,两位学者都有新成果发表在CNS上。7月22日,施一公教授研究组在Science杂志就剪接体的结构与机理研究发表两篇长文,题目分别为“Structure of a Yeast Activated Spliceosome at 3.5

冷冻扫描电镜(CryoSEM)及制样技术

 常规扫描电镜要求所观察的样品无水,而一些样品在干燥过程中会发生结构变化,致使无法观察其真实结构,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。样品经过超低温冷冻、断裂、镀膜制样(喷金/喷碳)等处理后,通过冷冻传输系统

这一单位签下复旦400万冷冻电镜项目

近日,复旦大学发布《冷冻电镜高性能计算集群》项目,花费近400万购买冷冻电镜。中标详细信息如下:一、项目编号: 202029DG二、项目名称: 复旦大学冷冻电镜高性能计算集群采购三、项目金额:399.00万元四、项目主体采购人(甲方): 复旦大学供应商(乙方):上海月新生科信息科技有限公司五、联系信

冷冻扫描电镜(CryoSEM)及制样技术

常规扫描电镜要求所观察的样品无水,而一些样品在干燥过程中会发生结构变化,致使无法观察其真实结构,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。样品经过超低温冷冻、断裂、镀膜制样(喷金/喷碳)等处理后,通过冷冻传输系统放

冷冻电镜“成长的烦恼”:人才依然是短板

  2017年10月4日是冷冻电镜的“高光”时刻。这一天,瑞典皇家科学院向全世界宣布,将2017年诺贝尔化学奖颁给发明冷冻电镜的三位学者:哥伦比亚大学教授约阿基姆·弗兰克(Joachim Frank)、英国剑桥大学生物学家和生物物理学家理查德·亨德森(Richard Henderson)以及瑞士洛桑

2779.8万-赛默飞中标冷冻透射电镜

一、项目编号:ZKQ2024-020614739ZF(H)(招标文件编号:ZKQ2024-020614739ZF(H))二、项目名称:武汉大学细胞资源库2024年设备建设项目-冷冻透射电镜系统三、中标(成交)信息供应商名称:广东省中科进出口有限公司供应商地址:广州市越秀区先烈中路100号大院9号10

冷冻电镜衬度传递函数估计与修正

衬度传递函数估计与修正衬度传递函数(contrast transfer function,CTF)是在数学上描述通过透射电子显微镜得到样品图像上的像差变化。准确地判断衬度传递函数对于确认显微图像的质量以及后续的三维结构重建极为重要。常用的估算衬度传递函数的参数软件是CTFFIND4。确定了CTF 的

冷冻电镜解析朊病毒蛋白病理聚集多态性

  中国科学院上海有机化学研究所生物与化学交叉中心刘聪课题组与武汉大学梁毅课题组合作在Science Advances上在线发表题为Genetic prion disease–related mutation E196K displays a novel amyloid fibril structu

北大冷冻电镜技术接连发表Nature,Nature-Communications文章

  蛋白酶体是细胞中用来调控特定蛋白质的浓度和清除错误折叠蛋白质的主要机制的核心组成部分,是细胞中最普遍的不可或缺的大型全酶超分子复合机器之一,也是迄今为止发现的最大的蛋白降解机器。  北京大学物理学院/定量生物学中心毛有东课题组致力于新兴冷冻电镜技术方法的发展,将之用于结构生物学、生物物理、化学生

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

Nanodisc配合冷冻电镜提升膜蛋白的分辨率

Toxic, hot, and spicy: Nanodiscs improve membrane protein resolution in cryo-EM(作者:Cube Biotech)                                                     N

冷冻电镜显微图,揭示锂电池爆炸之谜

对于锂等材料来说,无法使用投射电子显微镜来查看枝晶原子级别的结果。和生物材料类似,当在室温下使用TEM时,通过电子束撞击,枝晶边缘会卷曲甚至熔化。参与此次工作的斯坦福大学的博士生Yanbin Li称,“透射电镜样品的制备是在空气中进行的,但锂金属在空气中将很快被腐蚀”,“每当我们试着用高倍电子显微镜

冷冻电镜结合-Nanodisc在膜蛋白研究的应用(二)

将膜蛋白组装到 Nanodiscs 中主要有两种方法。第一:组装溶解在去污剂中的膜蛋白在去污剂存在条件下将膜蛋白纯化,然后再添加 MSPs 和磷脂。含有膜蛋白的 Nanodiscs 能够自发地组装,在去除掉表面活性剂后可以通过凝胶过滤(排阻层析)等方式来纯化。第二:Nanodiscs 与无细胞表达体

Science-Advance:冷冻电镜采集病毒结构数据帮助合成疫苗

  根据最近一项研究成果,新开发的一种针对基孔肯雅热病毒的疫苗可以在较高温度下储存,无需冷藏,这是疫苗技术的一项重大进步。这项发现发表在最近的Science Advance。  历史的发展已经证明,疫苗接种是非常有效的预防传染病的方式。例如,天花已被根除,麻疹,脊髓灰质炎和破伤风也得到了广泛的限制。

冷冻电镜技术及其在生命科学中的应用

冷冻电镜技术及其在生命科学中的应用如下:电镜技术在生命科学中的应用已有六十多年的历史,为生命科学在形态结构方面的研究带来了一场革命,突触(synapse)的发现就是一个典型的例子,它结束了自十九世纪末至二十世纪五十年代近半个世纪有关神经元之间是否有直接联系的神经生物学世纪之争。生命科学常规电镜技术需