結構生物學領域迎來“不結晶”革命
在英國劍橋市一座鋼結構建筑深處的地下室里，一場大規模的“叛亂”正在上演。 一個約3米高的龐大金屬箱正通過消失在屋頂上的橙色粗電纜，靜悄悄地發射兆兆字節的數據。這是全球最先進的冷凍電子顯微鏡之一：一臺利用電子束為冷凍的生物分子成像并揭秘其分子形狀的設備。英國醫學研究委員會分子生物學實驗室（LMB）結構生物學家Sjors Scheres像個矮子一樣站在這臺價值500萬英鎊（合770萬美元）的設備旁邊介紹說，這臺顯微鏡非常敏感，以至于一個叫喊聲就能毀掉試驗。 在全球實驗室中，類似這樣的冷凍電鏡正影響著結構生物學領域。過去3年里，它們揭示了制造蛋白的核糖體細節，而這些發現正在以飛快的速度發表于頂級期刊。結構生物學家們毫不夸張地認為，他們的領域正處于一場革命當中：冷凍電鏡能快速創建那些抗拒X射線結晶學和其他方法的分子的高分辨率模型。與此同時，利用此前技術獲得諾貝爾獎的實驗室正爭先恐后地學習這種“新貴”方法。 挑戰“王者” 當......閱讀全文
Science－Advance：冷凍電鏡采集病毒結構數據幫助合成疫苗
根據最近一項研究成果，新開發的一種針對基孔肯雅熱病毒的疫苗可以在較高溫度下儲存，無需冷藏，這是疫苗技術的一項重大進步。這項發現發表在最近的Science Advance。 歷史的發展已經證明，疫苗接種是非常有效的預防傳染病的方式。例如，天花已被根除，麻疹，脊髓灰質炎和破傷風也得到了廣泛的限制。
冷凍電鏡低劑量電子冷凍成像
低劑量電子冷凍成像材料汪都知道一般做TEM、SEM的時候，樣品導電性越好，電子劑量越高，成像質量越好。然而，高劑量電子對生物大分子卻是毀滅性的，因此Richard Henderson教授提出在低溫下用盡量低的電子劑量成像。他與其合作者先后在1975年和1990年重構出了粗糙的（7?）和高分辨率（3.
冷凍電鏡細胞結構和分子在細胞內的分布
細胞結構和分子在細胞內的分布：從部分到整體電鏡可以用來做斷層成像(cryogenic computed tomography，cryo-CT)，應用于亞細胞層面的研究，比如細胞器的結構，蛋白質分子的分布，以及一些細胞骨架的構成。與超低溫樣品操作結合，cryo-CT 可以提供更高分辨率的信息，銜接分子
冷凍電鏡是如何觀測到原子級別的生命結構的
冰是一種大家再熟悉不過的物質了。在一個大氣壓下，當水的溫度低于零度時，便會變成固態的冰。水分子在彼此之間的極性相互作用力(范德瓦爾斯力)之下，形成規則的排列形式，變成晶體狀態。這是我們生活中常見的冰的存在方式。冰晶的內部通常是極為純凈的，只有水分子存在，任何其他雜質都會在結晶的過程中被擠出晶體之外。
冷凍電鏡是如何觀測到原子級別的生命結構的
冰是一種大家再熟悉不過的物質了。在一個大氣壓下，當水的溫度低于零度時，便會變成固態的冰。水分子在彼此之間的極性相互作用力(范德瓦爾斯力)之下，形成規則的排列形式，變成晶體狀態。這是我們生活中常見的冰的存在方式。冰晶的內部通常是極為純凈的，只有水分子存在，任何其他雜質都會在結晶的過程中被擠出晶體之外。
冷凍電鏡三維重構解析揭示絲狀病毒IKe結構
清華大學醫學院向燁研究組與以色列特拉維夫大學Amir Goldbourt組合作于2019年2月28日在《美國科學院院報》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America， PNAS）雜
冷凍電鏡解析了哪種蛋白的三維結構
近日，中國科學技術大學微尺度物質科學國家研究中心和生命科學與醫學部教授陳宇星和周叢照課題組與孫林峰課題組合作，利用冷凍電鏡技術首次解析了人類溶酶體維生素B12外排蛋白ABCD4的近原子分辨率三維結構，為深入理解該類膜蛋白轉運的分子機制以及其突變引發疾病的致病機理提供了基礎。該研究成果以Cryo-
我國冷凍電鏡再發Nature－三維結構解析免疫機制
10月2日，《自然》雜志在線發表了我國科學家的一項關于免疫系統如何發揮作用的重要成果。通過海量的實驗與計算，來自中國科學院物理所、中國醫學科學院等單位的研究人員，成功解析與原核短Ago系統相關的高分辨率三維蛋白結構，同時徹底弄清楚了原核短Ago系統在病毒入侵前后所發生的結構變化。原核短Ago中輔酶I
冷凍電鏡流形嵌入方法
?流形嵌入方法(Manifold Embedding)自然界的分子過程通常是連續的，比如三磷酸腺苷(ATP)合成酶等分子結構的狀態變化通常都是連續的。現有的方法只能得到有限的、若干個離散的構象變化，限制了我們對于分子結構的進一步觀察。而流形嵌入法則是通過將顆粒圖像映射到具有特定拓撲結構的參數空間(m
冷凍電鏡技術革新
技術革新過去30年來制約冷凍成像應用的瓶頸主要是冷凍成像和圖像處理算法。直到近年，兩大革命性的技術突破，使冷凍電鏡的應用推到了前所未有的高度，兩大技術突破分別是：一是直接電子探測器的發明，二是高分辨圖像處理算法的改進。前者從硬件上讓電鏡的圖片質量和信噪比有了質的提升，將冷凍電鏡帶入了一個以電影的形式
什么是冷凍電鏡技術
冷凍電鏡技術開創者曾摘得２０１７年諾貝爾化學獎，這種技術結合電子顯微鏡、超低溫冷凍和計算機圖像處理手段，可以抓拍生物分子的高清“工作照”。研究人員將樣本在零下１８０攝氏度下冷凍，拍攝了約１００萬張獨立的快照，組合起來后，清晰地看到ＲＮＡ聚合酶ＩＩＩ與ＤＮＡ結合，拆開ＤＮＡ雙鏈，準備進行代碼轉錄的情景
什么是冷凍電鏡技術
冷凍電鏡技術開創者曾摘得２０１７年諾貝爾化學獎，這種技術結合電子顯微鏡、超低溫冷凍和計算機圖像處理手段，可以抓拍生物分子的高清“工作照”。研究人員將樣本在零下１８０攝氏度下冷凍，拍攝了約１００萬張獨立的快照，組合起來后，清晰地看到ＲＮＡ聚合酶ＩＩＩ與ＤＮＡ結合，拆開ＤＮＡ雙鏈，準備進行代碼轉錄的情景
“冷凍電鏡技術”是什么
冷凍電鏡用于掃描電鏡超低溫冷凍制及傳輸技術(Cryo-SEM)實現直接觀察液體、半液體及電束敏品物、高材料等品經超低溫冷凍、斷裂、鍍膜制（噴金/噴碳）等處理通冷凍傳輸系統放入電鏡內冷臺
冷凍電鏡的功能介紹
冷凍電鏡（Cryo-microscopy）通常是在普通透射電鏡上加裝樣品冷凍設備，將樣品冷卻到液氮溫度（77K），用于觀測蛋白、生物切片等對溫度敏感的樣品。通過對樣品的冷凍，可以降低電子束對樣品的損傷，減小樣品的形變，從而得到更加真實的樣品形貌。
冷凍電鏡的工作原理
透射電鏡的總體工作原理是：由電子槍發射出來的電子束，在真空通道中沿著鏡體光軸穿越聚光鏡，通過聚光鏡將之會聚成一束尖細、明亮而又均勻的光斑，照射在樣品室內的樣品上；透過樣品后的電子束攜帶有樣品內部的結構信息，樣品內致密處透過的電子量少，稀疏處透過的電子量多；經過物鏡的會聚調焦和初級放大后，電子束進入下
冷凍電鏡發展過程
冷凍電鏡發展過程冷凍電子顯微鏡技術（cryo-electron microscopy）是在20世紀70年代提出的，早在20世紀70年代科學家們就利用冷凍電鏡研究病毒分子的結構，首次提出了冷凍電鏡技術的原理、方法以及流程的概念。到了20世紀90年代，隨著冷凍傳輸裝置、場發射電子槍以及CDD成像裝置的出
冷凍電鏡單顆粒技術
單顆粒技術對分散分布的生物大分子分別成像，基于分子結構同一性的假設，對多個圖像進行統計分析，并通過對正、加和平均等圖像操作手段提高信噪比，進一步確認二維圖像之間的空間投影關系后經過三維重構獲得生物大分子的三維結構方法（圖3.4）。其適合的樣品分子量范圍為80~50MD，最高分辨率約3?。利用單顆粒技
什么是冷凍電鏡技術
冷凍電鏡技術，全稱是冷凍電子顯微鏡技術，是在低溫下使用透射電子顯微鏡觀察樣品的顯微技術這項技術獲得了2017年的諾貝爾化學獎，獲獎者有三位，分別是瑞士科學家Jacques Dubochet，美國科學家Joachim Frank，英國科學家Richard Henderson。冷凍電鏡技術，是一種重要的
冷凍電鏡Xray
X-ray的技術問題十年前就已經基本解決了，剩下的就是生物狗們怎么長晶體。而現在的冷凍電鏡就如十五年前的X-ray，搞技術的人都涌進了這個領域，冷凍電鏡的潛力還沒有被徹底挖掘，個人感覺還會再火一陣。冷凍電鏡目前的局限在于只能做比較大的蛋白復合物，一般至少要300KD以上才比較好做，否則蛋白太小，電鏡
冷凍蝕刻電鏡技術優缺點
折疊優點①樣品通過冷凍，可使其微細結構接近于活體狀態;②樣品經冷凍斷裂蝕刻后，能夠觀察到不同劈裂面的微細結構，進而可研究細胞內的膜性結構及內含物結構;③冷凍蝕刻的樣品，經鉑、碳噴鍍而制備的復型膜，具有很強的立體感且能耐受電子束轟擊和長期保存。折疊缺點冷凍也可造成樣品的人為損傷;斷裂面多產生在樣品結構
冷凍電鏡的當今應用
從高中生物課本中，我們了解到，蛋白質是由多種氨基酸通過脫水縮合構成的具有復雜空間結構的生物大分子。每一種氨基酸，都因由其R基的不同，從而有了不同的空間結構。科學家們就可以觀測這種空間結構，從而確定該位置上氨基酸的種類。蛋白質的復雜結構普通的熒光顯微鏡下，我們只能觀察到蛋白質的粗略影像。而通過冷凍電鏡
冷凍電鏡單粒子法
?三維冷凍電子顯微術已經在確定結構組成和大分子復合物的結構層次方面取得了重要進展。單粒子冷凍電鏡技術是獲得三位重構圖像的重要的方法。單粒子法就是對分離純化的顆粒狀分子進行結構分析。既可以對有二十面對稱結構的病毒或螺旋對稱結構進行分析，也可以對象核糖體等大的可溶性復合物進行結構分析，還可以對溶解狀態的
冷凍電鏡的技術特點
冷凍電鏡（Cryo-microscopy）通常是在普通透射電鏡上加裝樣品冷凍設備，將樣品冷卻到液氮溫度（77K），用于觀測蛋白、生物切片等對溫度敏感的樣品。通過對樣品的冷凍，可以降低電子束對樣品的損傷，減小樣品的形變，從而得到更加真實的樣品形貌。
冷凍電鏡的發展歷史
自1933年第一臺透射電子顯微鏡被搭建以來，透射電子顯微鏡就是物理學家、材料學家、生物學家觀測微觀結構的主要手段。然而，生物樣品中含有的水會導致樣品無法在透射電鏡高真空的環境下保存，而且生物樣品會受到電子束強大的輻射作用變質。雖然人們一度利用脫水、固定、染色的方式來制作樣本進行觀察，但生物學家希望能
冷凍蝕刻電鏡技術裝置型號
裝置型號目前，冷凍蝕刻裝置的型號很多，但主要分為兩種類型:一種是專用冷凍蝕刻裝置，如EIKO公司生產的FD2A型、FD3型，BALZERS公司生產的BAF300型;另一種是真空噴鍍儀的冷凍蝕刻附件，如日立公司生產的HFZ1型，它與FE1型加溫蝕刻裝置一起安裝在HUS5型真空噴鍍儀中使用。以
冷凍電鏡圖像處理技術
經過多年的發展，目前冷凍電鏡的數據處理部分主要包含了以下的流程(圖3)：(1) 襯度傳遞函數的修正(CTF correction)(2) 樣品分子投影數據的篩選(particle selection)(3) 二維投影數據的分類和降噪(2D analysis)(4) 三維模型的重構和優化(3D rec
南科大冷凍電鏡中心揭牌，中國最大的冷凍電鏡設施中心
2018年11月19日，南方科技大學冷凍電鏡中心揭牌儀式在南科大生物樓舉行。2017年諾貝爾化學獎獲得者、冷凍電鏡技術開創者之一Richard Hendersen，深圳市發改委副主任蔡羽，南方科技大學校長陳十一，中國科學院院士隋森芳等出席儀式。揭牌儀式現場 南科大冷凍電鏡中心是深圳市政府出資、
顏寧：獲取8種冷凍電鏡結構，揭示Ryanodine受體調控機制
心肌收縮是由Ca2+進入細胞質引起的，最初來自細胞外環境，由Cav1.2介導，隨后由肌漿網Ca2+儲存，由RyR2介導。?Ryanodine受體是已知最大的離子通道，由分子量大于2兆道爾頓的同源四聚體組成。超過80％的蛋白質折疊成多結構域，感知與各種調節劑的相互作用，從離子到蛋白質。?RyR2活性的
新研究繪就人類心臟肌球蛋白絲冷凍電鏡結構
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/11/512432.shtm
Nature－－Science：冷凍電鏡技術揭示Hedgehog信號復合體的結構
Hedgehog信號通路對于胚胎細胞的發育具有重要的作用，該信號的缺失會導致先天性缺陷的發生。然而，對于多數癌癥。例如基底細胞癌、腦癌、乳腺癌以及前列腺癌來說，該信號的強度卻失去了控制。 冷凍電鏡技術的發展幫助我們揭示了Hedgehog信號的分子機制。通過對蛋白結構的進一步認知，能夠幫助我們開