Разработан более компактный и доступный криоэлектронный микроскоп

Исследователи создали новый криоэлектронный микроскоп, который значительно меньше и дешевле существующих аналогов, и использовали его для определения 11 атомных структур. Цель прорыва — резко снизить стоимость эксплуатации криоэлектронной микроскопии (cryoEM), чтобы сделать её более доступной для учёных по всему миру.

Расширение доступа к технологии cryoEM позволит определить структуры гораздо большего количества белков, важных для понимания биологии и разработки новых терапевтических средств.

Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, было проведено в Лаборатории молекулярной биологии Совета по медицинским исследованиям (MRC LMB).

Компактный, эффективный и доступный

Доктор Кристофер Руссо из MRC LMB заявил: «Современные криоэлектронные микроскопы похожи на Ferrari — дорогие, сложные и созданные для высокой производительности. То, что мы создали, по сути, является семейным хэтчбеком: компактным, эффективным и доступным по цене. Следующий шаг — полная коммерциализация технологии, чтобы её могли использовать биологи по всему миру».

Первые прототипы ожидаются в лабораториях к 2024 году.

В статье описаны несколько ключевых достижений:

• новый 100 килоэлектронвольтный (keV) автоэмиссионный источник электронов,
• объектив с низкой аберрацией и криобоксом,
• новый высокоскоростной и высокоэффективный детектор электронов.

Все эти компоненты разработаны для эффективного определения структуры методом single-particle cryoEM.

В совокупности эти разработки означают, что теперь можно построить криоэлектронный микроскоп, который будет значительно дешевле текущих моделей. Он также сократит время и усилия, необходимые для определения структуры, даже по сравнению с более мощными современными 300 keV микроскопами.

Будущее развитие

Новый, более доступный микроскоп поможет задать путь для будущего развития экспериментальной структурной биологии и увеличит количество определяемых структур.

Доктор Руссо отмечает: «Этот микроскоп позволит нам увидеть то, что мы не могли видеть раньше. Он одновременно снизит стоимость исследований и улучшит результаты, окажет значительное долгосрочное влияние».

В своей статье исследователи убедительно демонстрируют, что с помощью скромного оборудования можно сделать столько же, сколько и с гораздо более дорогим, а потенциально даже больше. Дополнительным преимуществом нового микроскопа является то, что он даст учёным больше времени на изучение образцов.

Современные cryoEM-микроскопы испускают достаточно радиации, чтобы повредить образцы, что заставляет исследователей работать в условиях цейтнота. Однако новый микроскоп использует гораздо меньше энергии, а значит, у учёных будет больше времени на анализ образцов до их повреждения.