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、分选和转运的过程、动态调控的过程等,仍然还有很多未解之谜。对囊泡的一系列研究仍然是现代细胞生物学很重要的热点,很多新的发现也还在不断地被做出来。”清华大学生命科学学院院长王宏伟教授在接受澎湃新闻(www.thepaper.cn)采访时如此评价复杂而又精细的囊泡转运过程。 北京时间1月16日凌晨,王宏伟作为通讯作者的一篇最新成果发表在国际顶级学术期刊《自然》(Nature)子刊《自然-结构与分子生物学》(Nature Structural & Molecular Biology)。这一最新成果正是和囊泡转运有关,研究团队解析了该......阅读全文

冷冻电镜的原理

冷冻电镜是用于扫描电镜的超低温冷冻制样及传输技术,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入电镜内的冷台(温度可至-185℃)即可进行观察。冷冻电镜中的冷冻技术可以瞬间冷冻样品,并在冷冻状态下保

冷冻电镜技术介绍

2017诺贝尔化学奖2017年诺贝尔化学奖授予了理查德·亨德森(Richard Henderson)、约阿希姆·弗兰克(Joachim Frank)和雅克·杜博歇(Jacques Dubochet),表彰他们在冷冻电镜技术的发展上做出的卓越贡献。 分辨率对比  他们将冷冻电镜技术简化,并将其应用在生

冷冻电镜发展背景

冷冻电镜发展背景人类基因组计划的完成,标志着科学已进入后基因组时代。虽然大量的基因序列得到阐明,但是生物大分子如何从这些基因转录、翻译、加工、折叠、组装,形成有功能的结构单元,尚需进一步的研究。后基因组时代人类面临的一个挑战是解析基因产物—蛋白质的空间结构,建立结构基因组学,并在原子水平上解释核酸—

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

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

清华学者揭示新的mRNA翻译终止机制

   2016年12月1日,清华大学生命科学学院、结构生物学高精尖创新中心高宁课题组和合作者在《Nature》在线发表题为Mechanistic insights into the alternative translation termination by ArfA and RF2的研究论文。该论

半年内涨价38%-东阿阿胶借央视开启垄断之门

  央视曝光假冒伪劣阿胶,让占据市场份额七成以上的山东东阿阿胶股份有限公司(以下简称“东阿阿胶”)(000423)成了最大赢家。继在官网上发表郑重声明保证产品质量后,东阿阿胶又高调宣称“宁停产也不造假”。昨日,记者获悉,东阿阿胶通过今年上半年的三次调整已使阿胶块出厂价上扬近40%,东阿

冷冻电镜细胞结构和分子在细胞内的分布

细胞结构和分子在细胞内的分布:从部分到整体电镜可以用来做断层成像(cryogenic computed tomography,cryo-CT),应用于亚细胞层面的研究,比如细胞器的结构,蛋白质分子的分布,以及一些细胞骨架的构成。与超低温样品操作结合,cryo-CT 可以提供更高分辨率的信息,衔接分子

自动化细胞分泌分析:Biorep生物流体灌流系统

胰岛是胰腺的内分泌腺中负责维持血糖浓度的重要组成部分。胰岛主要由分泌型内分泌细胞组成,包括:α细胞,β细胞,δ细胞,和胰岛PP细胞。其中α细胞和β细胞是绝大多数物种胰岛中含量最丰富的细胞,分别分泌胰高血糖素和胰岛素。δ细胞分泌体细胞素,用来调节α和β细胞的功能。总而言之,α,β,δ细胞协同分泌的三种

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

冷冻电镜低剂量电子冷冻成像

低剂量电子冷冻成像材料汪都知道一般做TEM、SEM的时候,样品导电性越好,电子剂量越高,成像质量越好。然而,高剂量电子对生物大分子却是毁灭性的,因此Richard Henderson教授提出在低温下用尽量低的电子剂量成像。他与其合作者先后在1975年和1990年重构出了粗糙的(7Å)和高分辨率(3.

校企院联手-开启精准治肿瘤新模式

  4月9日,“上海交通大学—福建省肿瘤医院精准医学联合研究中心”运行。这个中心由上海交通大学携手泰普生物,与福建省肿瘤医院共同成立,开启抗肿瘤项目“产、学、研、用”一条龙,精准医学诊治肿瘤。  泰普生物科学(中国)有限公司是科技部批准的国家健康产业国际创新园的依托单位。该公司此次联合陈竺院士与郭方

细胞冷冻管如何解冻?

取出冷冻管后,须立即放入37°C水槽中快速解冻,轻摇冷冻管使其在1分钟内全部融化,并注意水面不可超过冷冻管盖沿,否则易发生污染情形。另冷冻管由液氮桶中取出解冻时,必须注意安全,预防冷冻管之爆裂。

中美拟联手建造世界最大天文望远镜

  130亿年前宇宙是什么样子?太阳系以外有无外星人?宇宙大爆炸后星系如何形成?……这些问题用当前的天文学技术尚不能解答。现在,中国和美国正在磋商,拟联手建设世界上最大天文望远镜,解答茫茫宇宙的诸多谜团。   “这个项目是一个巨大的工程,不是一国所能完成,需要国际社会包括中国的参与。它将决定物理学

最清晰端粒酶结构问世-向开发癌症新疗法迈出重要一步

  据英国《自然》杂志4月25日发表的一篇论文,美国科学家团队使用冷冻电镜技术,以迄今最高的分辨率确定了端粒酶的结构。鉴于端粒酶与癌症和老化关系密切,该发现代表着人类向开发端粒酶相关疗法迈出了重要一步。  时至今日,科学家并不能完全肯定衰老和癌症的真正起因,而端粒功能的发现,被认为是开拓了一条抗衰老

迄今最清晰端粒酶结构图像问世

据英国《自然》杂志25日发表的一篇论文,美国科学家团队使用冷冻电镜技术,以迄今最高的分辨率确定了端粒酶的结构。鉴于端粒酶与癌症和老化关系密切,该发现代表着人类向开发端粒酶相关疗法迈出了重要一步。时至今日,科学家并不能完全肯定衰老和癌症的真正起因,而端粒功能的发现,被认为是开拓了一条抗衰老与癌症新疗法

研究揭秘机体免疫细胞如何开启“攻击”模式?

  近日,一项刊登在国际杂志Immunity上的研究报告中,来自波恩大学的科学家们通过研究发现,巨噬细胞往往拥有两面性,在健康组织中,其能发挥重要作用并支持机体环境;当处于感染状态时,其则会停止工作开始捕捉病原体;一旦接触到细菌,巨噬细胞就会在几分钟内快速改变细胞的代谢状态;相关研究结果或有望帮助开

“冷冻电镜技术”是什么

冷冻电镜用于扫描电镜超低温冷冻制及传输技术(Cryo-SEM)实现直接观察液体、半液体及电束敏品物、高材料等品经超低温冷冻、断裂、镀膜制(喷金/喷碳)等处理通冷冻传输系统放入电镜内冷台

冷冻电镜的技术特点

冷冻电镜(Cryo-microscopy)通常是在普通透射电镜上加装样品冷冻设备,将样品冷却到液氮温度(77K),用于观测蛋白、生物切片等对温度敏感的样品。通过对样品的冷冻,可以降低电子束对样品的损伤,减小样品的形变,从而得到更加真实的样品形貌。

冷冻电镜的工作原理

透射电镜的总体工作原理是:由电子枪发射出来的电子束,在真空通道中沿着镜体光轴穿越聚光镜,通过聚光镜将之会聚成一束尖细、明亮而又均匀的光斑,照射在样品室内的样品上;透过样品后的电子束携带有样品内部的结构信息,样品内致密处透过的电子量少,稀疏处透过的电子量多;经过物镜的会聚调焦和初级放大后,电子束进入下

什么是冷冻电镜技术

冷冻电镜技术开创者曾摘得2017年诺贝尔化学奖,这种技术结合电子显微镜、超低温冷冻和计算机图像处理手段,可以抓拍生物分子的高清“工作照”。研究人员将样本在零下180摄氏度下冷冻,拍摄了约100万张独立的快照,组合起来后,清晰地看到RNA聚合酶III与DNA结合,拆开DNA双链,准备进行代码转录的情景

冷冻电镜的当今应用

从高中生物课本中,我们了解到,蛋白质是由多种氨基酸通过脱水缩合构成的具有复杂空间结构的生物大分子。每一种氨基酸,都因由其R基的不同,从而有了不同的空间结构。科学家们就可以观测这种空间结构,从而确定该位置上氨基酸的种类。蛋白质的复杂结构普通的荧光显微镜下,我们只能观察到蛋白质的粗略影像。而通过冷冻电镜

冷冻电镜流形嵌入方法

 流形嵌入方法(Manifold Embedding)自然界的分子过程通常是连续的,比如三磷酸腺苷(ATP)合成酶等分子结构的状态变化通常都是连续的。现有的方法只能得到有限的、若干个离散的构象变化,限制了我们对于分子结构的进一步观察。而流形嵌入法则是通过将颗粒图像映射到具有特定拓扑结构的参数空间(m

什么是冷冻电镜技术

冷冻电镜技术开创者曾摘得2017年诺贝尔化学奖,这种技术结合电子显微镜、超低温冷冻和计算机图像处理手段,可以抓拍生物分子的高清“工作照”。研究人员将样本在零下180摄氏度下冷冻,拍摄了约100万张独立的快照,组合起来后,清晰地看到RNA聚合酶III与DNA结合,拆开DNA双链,准备进行代码转录的情景

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

冷冻电镜发展过程

冷冻电镜发展过程冷冻电子显微镜技术(cryo-electron microscopy)是在20世纪70年代提出的,早在20世纪70年代科学家们就利用冷冻电镜研究病毒分子的结构,首次提出了冷冻电镜技术的原理、方法以及流程的概念。到了20世纪90年代,随着冷冻传输装置、场发射电子枪以及CDD成像装置的出

什么是冷冻电镜技术

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这项技术获得了2017年的诺贝尔化学奖,获奖者有三位,分别是瑞士科学家Jacques Dubochet,美国科学家Joachim Frank,英国科学家Richard Henderson。冷冻电镜技术,是一种重要的

冷冻蚀刻电镜技术装置型号

装置型号目前,冷冻蚀刻装置的型号很多,但主要分为两种类型:一种是专用冷冻蚀刻装置,如EIKO公司生产的FD2A型、FD3型,BALZERS公司生产的BAF300型;另一种是真空喷镀仪的冷冻蚀刻附件,如日立公司生产的HFZ1型,它与FE1型加温蚀刻装置一起安装在HUS5型真空喷镀仪中使用。以

冷冻电镜的发展历史

自1933年第一台透射电子显微镜被搭建以来,透射电子显微镜就是物理学家、材料学家、生物学家观测微观结构的主要手段。然而,生物样品中含有的水会导致样品无法在透射电镜高真空的环境下保存,而且生物样品会受到电子束强大的辐射作用变质。虽然人们一度利用脱水、固定、染色的方式来制作样本进行观察,但生物学家希望能