生物物理所提出消除取向优势问题的冷冻电镜三维重构新算法

单颗粒冷冻电子显微镜技术(SPA)已较为成熟。SPA可以得到较多纯化获得的重要蛋白质复合物的高分辨率三维结构,但冷冻制样仍是SPA的瓶颈。其中,冷冻制样导致的取向优势问题是常见而难以解决的关键问题之一。重构过程需要来自各个方向的蛋白质投影,以覆盖整个倒易空间。然而,吸附在气液界面(AWI)上的蛋白质表现出取向优势,导致投影数据集不完整。也就是说,傅里叶空间存在缺失分量,此时蛋白质密度会发生不同程度的畸变,致使重构失真。当前,科研人员发展了较多实验方法来消除或者减少这个问题。而这些方法耗时、复杂,且不能保证成功。近日,《科学进展》(Science Advances)在线发表了中国科学院生物物理研究所章新政研究组完成的题为Correction of preferred orientation-induced distortion in cryo-electron microscopy maps的研究论文。该研究提出了基于信噪比的迭代......阅读全文

生物物理所微生物所发表二型分子伴侣晶体和电镜结构成果

  《结构》杂志封面   10月13日,结构生物学著名期刊《结构》(Structure)以封面文章形式发表了中国科学院生物物理研究所孙飞研究组和微生物研究所董志扬研究组合作完成的关于二型分子伴侣开口状态的晶体与电镜结构最新研究成果。该文的三个共同第一作者霍艳武、胡仲军和张凯分别在蛋白质纯化晶体生

中国科大揭示人类疱疹病毒的基因组包装机制

  5月30日,《自然》杂志在线发表了中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心、生命科学学院博士刘云涛、教授毕国强与合作者的研究论文,该工作利用冷冻电镜首次解析了人类疱疹病毒基因组包装的关键机制以及病毒的DNA基因组结构,有助于预防和控制疱疹病毒引发的多种疾病,并可望改造疱疹病毒用于靶向治疗。

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

冷冻电镜技术革新

技术革新过去30年来制约冷冻成像应用的瓶颈主要是冷冻成像和图像处理算法。直到近年,两大革命性的技术突破,使冷冻电镜的应用推到了前所未有的高度,两大技术突破分别是:一是直接电子探测器的发明,二是高分辨图像处理算法的改进。前者从硬件上让电镜的图片质量和信噪比有了质的提升,将冷冻电镜带入了一个以电影的形式

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

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

冷冻电镜的功能介绍

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

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

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

冷冻电镜Xray

X-ray的技术问题十年前就已经基本解决了,剩下的就是生物狗们怎么长晶体。而现在的冷冻电镜就如十五年前的X-ray,搞技术的人都涌进了这个领域,冷冻电镜的潜力还没有被彻底挖掘,个人感觉还会再火一阵。冷冻电镜目前的局限在于只能做比较大的蛋白复合物,一般至少要300KD以上才比较好做,否则蛋白太小,电镜

冷冻蚀刻电镜技术优缺点

折叠优点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。折叠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

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

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

生命学院研究组报道首个完整藻胆体的冷冻电镜三维结构

  10月19日,清华大学生命科学学院隋森芳教授研究组在《自然》(Nature)期刊上在线发表题为《海洋红藻藻胆体的结构》(Structure of phycobilisome from the red alga Griffithsia pacifica)的研究论文,首次报道世界上第一个完整藻胆体的

推动电镜技术新发展-看2020北京电镜年会

  分析测试百科网讯 2020年12月19日,由北京理化分析测试技术学会电镜专业委员会主办的2020年度北京市电子显微学年会隆重举行。本次会议旨在推动北京及周边省市广大电子显微学的学术及技术水平,促进电子显微学工作者在材料科学、生命科学等领域的应用、发展和交流。本次会议共有近200人出席、参与。分析

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

南科大冷冻电镜中心揭牌,中国最大的冷冻电镜设施中心

  2018年11月19日,南方科技大学冷冻电镜中心揭牌仪式在南科大生物楼举行。2017年诺贝尔化学奖获得者、冷冻电镜技术开创者之一Richard Hendersen,深圳市发改委副主任蔡羽,南方科技大学校长陈十一,中国科学院院士隋森芳等出席仪式。揭牌仪式现场  南科大冷冻电镜中心是深圳市政府出资、

冷冻电镜的发展前景

王宏伟教授表示,虽然冷冻电镜领域的研究获得了诺贝尔奖,但这绝不意味着有关冷冻电镜的研究走到了尽头。在未来,冷冻电镜的发展需要更多的学科交叉。基于物理学,我们可以得到更多分子结构的解析手段;基于计算机科学,我们可以开发新的结构解析算法并解决超大规模计算的需求;基于化学与生物化学,我们可以分离并标记重要

清华大学仪器共享平台FEI-Tecnai-Spirit-TEM-D1297

仪器名称:FEI Tecnai Spirit TEM D1297仪器编号:15005395产地:美国生产厂家:FEI型号:BioTwin120KV出厂日期:2013.8购置日期:201504所属单位:生命学院>蛋白质研究技术中心>冷冻电镜平台>设施蛋白质冷冻电镜平台放置地点:生物医学馆U6-034固

冷冻电子断层三维成像技术研讨会召开

冷冻电子断层三维成像技术研讨会暨首届生物成像中心论坛召开   为加强冷冻电子断层三维成像技术领域研究人员的学术交流,促进并总结中国科学院知识创新工程重要方向项目“冷冻电子断层三维成像技术建立及其应用”的研究进展情况,同时增强区域中心生物成像中心的影响力,提高整体研究水平,“冷冻电子断层三

聚焦离子束法制备冷冻含水超薄切片

  低温电子断层成像三维重构(cryo-ET)技术是发展结构生物学和细胞生物学重要的研究手段。该技术可以得到更真实的接近天然状态的细胞内部高分辨率的三维结构以及蛋白质大分子定位及相互作用的信息,是蛋白质组学研究的重要辅助手段被成为“可视化蛋白质组学”(Visual Approach to Prote

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

电子断层成像技术及其应用

电子断层成像技术构建的线粒体的全新结构,向传统教科书上的观点发起挑战。传统观点认为线粒体内膜向内突出形成冠状的嵴,而断层成像显示为内膜向内突起形成管腔结构。迄今为止,电子断层成像技术已广泛应用到快速冷冻(plung-freezing)的样品研究中去。自从快速冷冻和制作较厚的冷冻切片成为常规技术以来,

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

大型透射电镜和冷冻电镜的简介

  大型透射电镜  大型透射电镜(conventional TEM)一般采用80-300kV电子束加速电压,不同型号对应不同的电子束加速电压,其分辨率与电子束加速电压相关,可达0.2-0.1nm,高端机型可实现原子级分辨。  冷冻电镜  冷冻电镜(Cryo-microscopy)通常是在普通透射电镜

PNAS:单分子成像:结构生物学的未来

  结构到功能的研究对生物学领域有着重要的意义。自从解析出DNA的三维结构后,结构生物学帮助科学家们解析出了更多的生物大分子的结构,解决了很多生物学的根基上的问题。然而,结构生物学的发展受到了技术层面上的重大瓶颈。新技术的出现,将对结构生物学的发展带了跨越式的进展。  传统的结构解析方法是X光衍射和