Krióelektronmikroszkópia

Krióelektronmikroszkópia (cryo-EM) olyan elektronmikroszkópos technika, amely biomolekuláris szerkezetek megjelenítésére szolgál kristályosítás nélkül. A módszer különösen nagy fehérje-komplexek, vírusok és membránfehérjék vizsgálatára alkalmas. A mintákat gyorsfagyasztással vitrifikált jégbe helyezik, így a molekulák természetes környezetükhöz hasonló állapotban maradnak.

Működési elv: a mintát alacsony hőmérsékletre tartva (-180 °C körül) vitrifikált jégbe fagyasztják. Az elektronnyaláb alacsony dózisban halad át a mintán, és 2D vetületeket rögzít. Egyes megközelítéseknél sok ezer vagy millió részecskét gyűjtenek össze különböző orientációkban, majd 3D rekonstrukciót végeznek a képekből. A krió-tomográfiában tilt-sorozatból történik a 3D térfogat felépítése.

Az elmúlt évtizedben a Direct electron detectors (DEDs) és fejlett szoftverek (például RELION, cryoSPARC) jelentősen javították a felbontást, és sok esetben közel atomi részletek megfigyelésére is képesek. A krió-EM módszert 2017-ben Nobel-díjjal jutalmazták Jacques Dubochet, Joachim Frank és Richard Henderson részvételéért.

Alkalmazások és korlátozások: előnye a kristályosítás szükségességének hiánya és a nagy biomolekulák vizsgálhatósága; hátrányai közé tartozik a nagy adathalmaz és számításigény, a minták előkészítésének nehézségei, valamint a sugárzás okozta károsodás. A krió-EM széles körben alkalmazható szerkezeti biológiában, virológiában és gyógyszerfejlesztésben.