Cosa significa microscopia crioelettronica

Fonte - Science - Vita a livello atomico, un'innovazione rara che guadagna il massimo onore della scienza mentre il suo impatto continua a crescere. 

Ma questo è stato un anno di successo per la microscopia crioelettronica (Cryo-EM), una tecnica che consente agli scienziati di creare immagini freeze-frame di molecole complesse mentre interagiscono tra loro.

Cosa significa microscopia crioelettronica

Quest'anno, il crio-EM ha fornito intuizioni multiple sul funzionamento dei complessi proteici chiave, il National Institutes of Health degli Stati Uniti ha istituito una rete di centri cri-EM in tutto il paese, e alcuni dei pionieri della tecnica hanno ricevuto il premio Nobel in Chimica.

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Cryo-EM utilizza l'etano liquido per congelare le molecole di congelamento nel mezzo del movimento in acqua.

I ricercatori li osservano quindi sotto un microscopio elettronico e utilizzano programmi per computer per ordinare le immagini e riunire i dati in una struttura coerente.

Fig.1

A differenza della cristallografia a raggi X, il gold standard della biologia strutturale, la crio-EM non richiede che le molecole bersaglio siano cristallizzate, spesso un compito difficile, e poiché le cattura a metà, può rivelare gli indizi per funzionare.

Le radici della tecnica risalgono a decenni fa, ma i miglioramenti nella strumentazione, il software per accelerare l'elaborazione e l'analisi delle immagini e i nuovi standard di qualità nelle opere per ridurre gli errori hanno contribuito a far scoppiare un'esplosione di progressi.

Fig.2

Fornendo una risoluzione quasi atomica a strutture mai viste prima, cryo-EM sta aiutando a spiegare decenni di osservazioni biochimiche e genetiche.

Quest'anno, ha dato ai ricercatori nuovi sguardi su come le macchine chiave spliceosomi per l'elaborazione della funzione RNA, una visione più chiara delle proteine ​​che rimodellano le membrane durante la vita di una cellula e le intuizioni sugli enzimi che fissano le rotture nel DNA.

La tecnologia ha anche prodotto modelli ad alta risoluzione dei grovigli e delle fibrille che formano la placca che si accumulano nel cervello dei malati di Alzheimer, e ha mostrato come il complesso di editing genico CRISPR cattura e manipola il DNA.

E i ricercatori hanno spinto la capacità di Cryo-EM di affrontare molecole grandi e piccole, risolvendo le strutture del gigantesco complesso di raccolta della luce di un'alga rossa e diversi piccoli complessi proteici che erano precedentemente fuori dalla sua portata. 

 Fonte: Science