研究提出基于弱监督学习的冷冻电镜颗粒挑选新方法
生物大分子的结构与功能随着细胞生理状态的变化而不断进行动态调整。原位结构生物学是在接近自然生理状态下研究生物大分子结构和功能的科学。原位冷冻电镜技术（Cryo-ET）以高分辨率和在接近生理条件下观察样品的特点，成为原位结构生物学研究的关键手段。原位冷冻电镜的技术流程涉及样品制备、数据采集、电子断层重建、颗粒挑选、粒子平均等步骤。生物大分子的颗粒挑选即定位识别是关键环节之一。受限于Cryo-ET图像的极低信噪比和重建伪影等因素，成千上万个目标颗粒的手动挑选耗时费力。而现有自动挑选方法的应用受到人工标注量高、计算成本高和颗粒质量不理想等方面的限制。3月7日，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自动化研究所多模态人工智能系统实验室合作，以人工智能技术赋能原位结构生物学，提出了基于弱监督深度学习的快速准确颗粒挑选方法——DeepETPicker。相关研究成果以DeepETPicker: Fast and accura......阅读全文
冷冻电镜电子晶体学
电子晶体学利用电子显微镜对生物大分子在一维、二维以致三维空间形成的高度有序重复排列的结构（晶体）成像或者收集衍射图样，进而解析这些生物大分子的结构，这种方法称为电子晶体学。其适合的样品分子量范围为10~500kD，最高分辨率约1.9Å。该方法与X射线晶体学的类似之处在于均需获得高度均一的生物大分子的
电镜制样－－高压冷冻技术手册（一）
电镜制样 - 高压冷冻技术手册
冷冻电镜研究生物学
结构生物学是诞生于上个世纪中叶通过研究生物大分子的结构与运动来阐明生命现象的学科。在过去半个世纪里，X射线法解析生物大分子结构一直占据结构生物学的统治地位。而近年来，冷冻电镜在研究生物大分子结构尤其是超分子体系的结构方面取得了突飞猛进的发展。该技术它可以快速、简易、高效、高分辨率解析高度复杂的超大生
冷冻电镜解析激动剂原理
冷冻电镜技术、特殊荧光特性。1、冷冻电镜技术可以直接凝固生物大分子的溶液，而无需使用油墨或薄片。因此，冷冻电镜需要非常强的辐射或标记来解析样品。2、激动剂是一种具有特殊荧光特性的化学物质，可以非常灵敏地捕获生物大分子的结构变化，例如蛋白质复合物的构象转变，以及药物与大分子的相互作用。
冷冻电镜最大似然估计理论
最大似然估计理论近年来在单颗粒分析中取得重大突破的应当是最大似然估计(maximum likelihood)理论。最大似然估计的理论可以贯彻整个单颗粒技术图像分析的过程，在图像匹配，2D、3D分类 和模型优化上均可以应用，是一个强有力的理论工具。最大似然估计的算法已经在RELION、FREALIG
冷冻电镜电子晶体学
电子晶体学X-ray晶体学与生物电镜的结合形成电子晶体学，综合了三维密度图和傅立叶变换数学理论，这可追述到D.De Rosier和A.Klug对T4噬菌体尾部的螺旋结构的研究工作上[2]。通过获得已制好的结构规则的二维晶体的高分辨率电子密度图，我们可以解析出它的原子水平结构，螺旋对称样品或二十面体对
冷冻电镜的成像方式和原理
成像方式电子束穿过样品时会携带有样品的信息，TEM的成像设备使用这些信息来成像。投射透镜将处于正确位置的电子波分布投射在观察系统上。观察到的图像强度，I，在假定成像设备质量很高的情况下，近似的与电子波函数的时间平均幅度成正比。若将从样品射出的电子波函数表示为Ψ，则不同的成像方法试图通过修改样品射出的
冷冻蚀刻电镜技术的操作方法
冷冻蚀刻的操作方法按以下步骤进行。1.预处理取新鲜组织块，大小为15～3～5mm，用25%戊二醛固定1～3小时。为防止冰晶形成，用30%甘油生理盐水浸泡8～12小时。2.冷冻断裂是在冷冻条件下使样品变得又硬又脆，用刀劈裂样品，暴露观察面。因为是用刀劈裂的样品，断裂往往发生在细胞被冻结后较脆弱的部
神器——冷冻电镜“乱入”材料圈？
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
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
亚洲首台KRIOS冷冻电镜落户清华
日前，亚洲首台KRIOS冷冻电镜在清华大学安装落成，同时启动了清华大学生命科学与医学研究院(医研院)和荷兰FEI公司的全面合作，双方负责人分别在合作仪式上签字。 根据合作协议，FEI公司无偿为清华大学医研院提供一台价值约140万美元的Tecnai TF20冷冻透射电镜一年的使用权限，用
冷冻电镜二维图像分析
二维图像分析——颗粒图像的匹配与分类二维颗粒图像的分类是获取三维结构过程的第一步。对二维图像的分析包括两部分：颗粒图像的匹配和颗粒图像的分类。匹配的过程通常会对颗粒图像应用一些变换操作，通过关联函数去判断不同颗粒图像之间的相似程度。图像匹配的算法主要分为两种，即不依赖模型的方法和基于模型的方法，取决
冷冻电镜三维重构原理
冷冻电镜三维重构原理电镜三维重构的思想早在1968年就由D.De Rosier和A.Klug提出，而冷冻电镜技术则是在1974年首次由Taylor K,和Glaeser RM创建。三维冷冻电镜技术主要是将样品保存在液氮或液氦温度下利用透射电子显微镜进行二维成像，再经过对二维投影图像的分析进行三维重构
冷冻蚀刻电镜技术的优缺点介绍
优点①样品通过冷冻，可使其微细结构接近于活体状态；②样品经冷冻断裂蚀刻后，能够观察到不同劈裂面的微细结构，进而可研究细胞内的膜性结构及内含物结构；③冷冻蚀刻的样品，经铂、碳喷镀而制备的复型膜，具有很强的立体感且能耐受电子束轰击和长期保存。缺点冷冻也可造成样品的人为损伤；断裂面多产生在样品结构最脆弱的
神器——冷冻电镜“乱入”材料圈？
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
研究揭示冷冻电镜辐照损伤效应
中国科学院生物物理研究所孙飞研究组联合中国科学院物理研究所李建奇研究组，首次系统研究了类生物有机样品在不同成像模式、温度、电子剂量率、波包电子数和脉冲重复率下的电子辐照损伤效应，明确了脉冲式电子成像模式对有机样品的电子辐照损伤与连续式电子成像模式相同，揭示了电子束对样品辐照损伤背后的物理机制。相
冷冻电镜解决膜蛋白的结构
冷冻电子显微镜技术已经发展成为一个成熟的方法，应用于各种复杂的生物分子体系的高分辨结构研究。按照目前的发展势头，解决生物分子结构组(structural proteome)的问题已经不是遥不可及的了。在解决单一静态结构的基础上，冷冻电镜也展示了其研究多构象体系的潜力。下面对冷冻电镜在结构生物学研究领
冷冻电镜揭示DNA复制点火机制
在Van Andel研究所结构生物学家的带领下，一个国际科学小组揭示了DNA复制的关键步骤，为许多疾病的驱动程序提供了新见解。 “以前的研究已经描述过聚集在DNA周围的酶如何为DNA复制做准备了，在这里，我们描述的是这些酶就位时，它们会对DNA做什么，”《PNAS》文章通讯作者、表观遗传学中心
冷冻电镜可用来检测化合物
冷冻电镜（Cryo-electron microscopy，Cryo-EM）能够对快速冷冻在接近天然状态的蛋白复合物进行结构分析。现在，冷冻电镜不仅可用于测定生物大分子的结构，还可用于分子量相对较小的蛋白复合物，包括膜蛋白。这种强大的技术可以弥补传统方法如X射线晶体学（XRD）和核磁共振（NMR
冷冻电镜是个啥，有多牛？
2017年诺贝尔化学奖颁给了发明冷冻电镜的三位学者。他们是： 哥伦比亚大学教授约阿基姆·弗兰克（Joachim Frank），苏格兰分子生物学家和生物物理学家理查德·亨德森（Richard Henderson）以及瑞士洛桑大学生物物理学荣誉教授雅克·迪波什（Jacques Dubochet）。冷冻电
扫描电镜之前样品冷冻干燥多久
真空冷冻干燥2小时.
冷冻电镜里程碑意义的成果
在最近几年，冷冻电镜技术有了革命性的进步，主要得益于三个方面的突破。首先是样品制备，通过利用薄膜碳层甚至石墨烯可以用更薄的冰层包裹分子样品来提高信噪比。第二个突破是电子的探测技术，也就是电子探测器的发明。在300 keV 电子的轰击下，传统的器件都会被高能量打坏，因此在电子探测器出现之前，冷冻电镜中
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
冷冻电镜技术突破原子分辨率障碍
如果想绘制出蛋白质最微小的部分，科学家通常选择不多：使数百万个单个蛋白质分子排列成晶体，然后用X射线晶体学分析它们；或者快速冷冻蛋白质的副本，然后用电子轰击它们，这是一种低分辨率的方法，叫做冷冻电镜技术。 据《科学》报道，现在，科学家们第一次将冷冻电镜的分辨率提高到原子水平，以精确定位各种蛋白质
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
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
冷冻电镜电子断层扫描成像技术
电子断层扫描成像技术通过在显微镜内倾转样品从而收集样品多角度的电子显微图像并对这些电子显微图像根据倾转几何关系进行重构的方法称为电子断层扫描成像技术（图3.5）。该方法主要应用于细胞及亚细胞器，以及没有固定结构的生物大分子复合物（分子量范围为800kD），最高分辨率约20Å。
颜宁团队最新综述|冷冻电镜与VGICs
2024年8月5日，深圳医学科学院/清华大学颜宁团队在Nature Reviews Molecular Cell Biology（IF=81）在线发表题为”Structural biology and molecular pharmacology of voltage-gated ion chann
只要使用冷冻电镜，就能有论文发？
知道靶标蛋白结构对研发新药来说，是非常重要的。有价值，蛋白质结构是了解生化反应机理的重要手段，通过结构知道这些蛋白的催化位点，就可以设计抑制剂，使这些蛋白失去催化作用，以这些蛋白为靶点，设计筛选药物。例如2016年清华杨茂君教授研究组先后在《Nature》和《Cell》杂志报道了线粒体呼吸链超级复合
首届冷冻电镜与药物发现创新峰会
2020年是特别的一年，新冠疫情笼罩全球，各国医药研发同仁众志成城，共抗疫情，同时各方同道积极通过线上方式展开学术活动，推进相关领域学术发展。首届冷冻电镜与药物发现创新峰会（1st GCDD Summit）将于8月15日13：00-17：00以网络直播的形式召开。本届大会将秉承学术性、国际性的原则，