Крио-электронный микроскоп впервые «увидел» атомы
Исследователи из UCLA сообщили в выпуске журнала Cell от 30 апреля, что получили изображение структуры вируса с разрешением, достаточным для того, чтобы фактически «увидеть» атомы. Это первый опубликованный случай визуализации биологических комплексов с таким разрешением.
Группа под руководством профессора микробиологии, иммунологии и молекулярной генетики UCLA Хонга Чжоу использовала крио-электронную микроскопию (Cryo-EM) для получения изображения с разрешением 3.3 ангстрема. Ангстрем — это наименьшая признанная единица химического элемента, примерно равная расстоянию между двумя атомами водорода в молекуле воды H2O.
Исследование демонстрирует огромный потенциал Cryo-EM для получения изображений биологических образцов в их естественной среде с экстремально высоким разрешением.
«Это первое исследование, в котором структура с атомным разрешением определена исключительно с помощью Cryo-EM», — сказал Син Чжан, ведущий автор статьи в Cell.
В отличие от традиционной световой микроскопии, Cryo-EM использует пучок электронов. Образцы мгновенно замораживаются, что позволяет визуализировать их в нативном состоянии, а микроскоп работает в вакууме.
Работа была сосредоточена на структурном изучении аквареовируса (aquareovirus), безоболочечного вируса, вызывающего болезни у рыб и моллюсков. Цель — лучше понять, как такие вирусы заражают клетки-хозяева.
«Понимание структуры вирусов на атомном уровне откроет возможности для их использования в доставке лекарств», — отметил Леонард Х. Роум из Калифорнийского наносистемного института UCLA.
Исследователи смогли определить, что аквареовирус использует стадию праймирования (priming stage) для заражения клетки. В спящем состоянии вирус имеет защитный белковый слой, который сбрасывается во время праймирования. После этого вирус готов использовать белок, называемый «вставляющим пальцем» (insertion finger), для инфицирования клетки.
Эта работа знаменует новую эру в структурной биологии. Cryo-EM позволяет получать высокоточные 3D-модели биологических комплексов без необходимости выращивания кристаллов, в их естественном состоянии.