Новый метод в 1000 раз уменьшает потери образцов для микроскопии
Крио-электронная микроскопия, крио-ЭМ, — мощный метод, позволяющий увидеть молекулы в 3D.
Но у него есть проблема: когда ученые готовят образец, большая часть молекул остается на фильтре, а на сам носитель попадает слишком мало. Из-за этого приходится работать либо с очень распространенными белками, либо искусственно собирать их, что искажает естественную структуру.
Ученые из Рокфеллеровского университета нашли решение. Они разработали метод MagIC cryo-EM, в котором молекулы удерживаются на месте с помощью магнитных нанобисерин. Это уменьшает потери образца в тысячу раз.
Результаты опубликованы в издании eLife.
Раньше крио-ЭМ совершила прорыв в структурной биологии — больше не нужно было годами подбирать условия для кристаллизации белков. Но метод все еще не идеален:
- плохо работает с мелкими белками (алгоритмы их плохо распознают);
- требует огромного количества частиц.
Исследователи столкнулись с этим, изучая нуклеосомы — компактные структуры, которые упаковывают ДНК в клетке. Они хотели увидеть их в естественном состоянии, а не в искусственно собранном виде.
Решение оказалось простым:
- Магнитные бисерины покрыли белками-»ловушками», которые захватывают нужные молекулы.
- Добавили магнит под золотую пластинку, чтобы зафиксировать частицы.
Теперь при удалении лишней жидкости молекулы не теряются. Кроме того, ученые придумали алгоритм DuSTER, который отсеивает «мусорные» изображения, оставляя только четкие.
С помощью этого метода впервые удалось рассмотреть белок NPM2 в «открытой» форме. Оказалось, что он связывается с гистоном H1.8, который играет ключевую роль в формировании хромосом.
Теперь технологию можно применять для изучения вирусов и других сложных структур, которые раньше было почти невозможно зафиксировать.
Польза исследования
- Практическая: Уменьшение потерь образцов ускорит исследования в вирусологии, онкологии, генетике.
- Фундаментальная: Позволит изучать редкие белки в их естественном состоянии, без искажений.
- Технологическая: Метод можно адаптировать для других задач, например, в нанобиотехнологиях.
Важно помнить, что магнитные бисерины могут влиять на поведение молекул — например, создавать дополнительное напряжение. Нужны проверки, не искажает ли это структуру.
Ранее ученые создали сенсоры для изучения мембранного потенциала клеток.
