cryoelektronmikroskoopiat

Cryoelektronmikroskoopiat (cryo-EM) on elektronmikroskoopia meetod, mis võimaldab biomolekulide ja bioloogiliste komplekside kõrghalutusega struktuuride määramist ilma traditsioonilise kristalliseerimise vajaduseta. Näidised vitrifitseeritakse kiiresti amorfse jääga, mis säilitab molekuli loomuliku konformatsiooni ja vähendab kristallide tekkimise ohtu.

Protseduur hõlmab näidise kandmist võrgule, millel on perforatsiooniga kile (holey carbon film). Seejärel tehakse kiire külmutus plunge-freezinguna vedela ethaaniga, et saavutada vitrifikatsioon. Pildid kogutakse madala doosiga, et vähendada radiatsioonikahjustusi; näidiseid hoitakse temperatuuril umbes −180 kuni −196 °C.

Peamised lähenemised on üksiknäidiste analüüs (single-particle analysis, SPA) ja cryo-elektrontomograafia (cryo-ET). SPA ühendab sadu kuni miljonite 2D piltide erinevatelt vaatenurkadelt, et konstrueerida 3D rekonstruktsioon; cryo-ET võimaldab kolmemõõtmelist taasesitamist väikeste osade kontekstis, näiteks rakusisesete struktuuride puhul. Tarkvara näited hõlmavad RELIONi, cryoSPARCi ja EMAN2.

Kasutusalad hõlmavad suurte valkude kompleksside ning viiruste struktuuride määramist, membranite ja vaakumkomponentide uurimist ning ravimite disaini. Cryo-EM on muutnud biomolekulaarse struktuuriuuringute maastikku, võimaldades viia lõpptoiminguid lähemale atomitsi tasemele. Ajalugu kajastab märkimisväärset arengut; 2017. aasta keemia Nobeli preemia anti cryo-EM-i arenduse eest (Jacques Dubochet, Joachim Frank, Richard Henderson).