万鸿娱乐

麒麟网娱乐,麒麟网平台,麒麟网娱乐注册,麒麟网平台主管网络科技有限公司欢迎您!

冷冻电子显微镜:结构生物学研究的利器——访

作者:佚名
来源:http://www.ronusidun.com/

   4月25日,《科学》杂志以长篇研究文章的形式发表了中国科学院生物物理研究所朱平研究小组和李国红研究小组合作利用冷冻电子显微镜三维重建技术分析的30纳米染色质左旋双螺旋高清三维结构的重要研究成果。。

   本研究中,朱平研究员长期从事冷冻电子显微镜三维重建的应用研究,李国红研究员长期从事30纳米染色质和表观遗传调控的研究。 通过多年的密切合作,双方发挥了各自的专长和优势,并在30纳米染色质高清三维结构的国际分析中处于领先地位,使中国在相关领域的研究处于世界前列。。

   日前,仪器信息网编辑专门采访了从事冷冻电子显微镜应用研究的研究员朱平(注:下面提到的冷冻电子显微镜具体指300千伏和200千伏场发射冷冻透射电子显微镜)。 他被要求介绍自己与冷冻电子显微镜的亲密关系,以及冷冻电子显微镜的特点和应用,希望广大网民能够对冷冻电子显微镜有更多的了解。李国红回到中国后,我们开始用冷冻电子显微镜进行染色质的三维重建研究

研究员朱平,中国科学院生物物理研究所

   由于他对三维重建技术的热爱,他与冷冻电子显微镜结下了不解之缘冷冻电子显微镜可以将样品瞬间冷冻成玻璃态,冷冻速度平均可以达到每秒数万摄氏度,从而保存了样品的所有结构细节

   仪器:你好,先生。 朱! 首先,请告诉我们你和冷冻电子显微镜的关系然而,冷冻电子显微镜不需要长晶体,样品可以直接冷冻进行分析现在我们可以达到接近原子的分辨率

   朱平: 事实上,我不是生于生物学冷冻电子显微镜有许多操作程序,这使得它很难开始和启动 我本科在浙江大学学习金属材料热处理因此,有必要聚焦,找到正确的位置,然后慢慢放大 年毕业后,我被派往Xi交通大学骨折疲劳国家重点实验室攻读硕士学位朱平: 在攻读博士学位期间,我开始在清华大学机械系学习焊接,研究焊接接头的断裂分析即使在“小米加步枪”的情况下,他们也做得很好 当时,一个非常流行的研究方向是断口的分形研究第二,我们必须有好的设备 分形维数与断口的断裂性能密切相关我们应该能够忍耐,做好长期无法做的准备我们需要一个均匀的样品,否则电子显微镜将处于良好的状态 首先,我们只对断口形貌进行了分形研究,但发现由于断口不是各向同性的,不同的方向可能对应不同的分形维数,因此我们尝试用扫描电镜像对照相法重建断口的三维形貌,研究断口的二维分形维数我们知道世界上其他团队也在做同样的研究,我们可以先做佛罗里达州立大学生物系博士后、助理研究员和助理研究员(非终身教职系)年

   毕业后,我在清华当了一年讲师医生 由于我对电子麒麟网娱乐登录显微镜的三维重建感兴趣,我联系了国外,寻求进一步的研究机会清华大学讲师。就在这时,佛罗里达州立大学一个研究艾滋病病毒结构的实验室需要人员来做电子显微镜的三维重建,所以我把材料研究中积累的电子显微镜和三维重建的知识转移到了生物样品的研究上,从而有机会开始接触冷冻电子显微镜。

   仪器:你到达佛罗里达州立大学后做了什么样的研究工作

   朱平: 当时,我的实验室是相对较早开始艾滋病毒表面包膜蛋白结构重建的单位。起初,我们只是想通过电子显微镜研究gp120的结构,这是一种在艾滋病病毒表面非常重要的包膜蛋白。后来,研究人员发现,虽然不同的艾滋病毒抗体具有菌株特异性,但有几种抗体对各种艾滋病毒具有中和活性,因此我们也开始研究这些广谱中和抗体的结构特征。

   在最初的研究中,我们主要采用普通电子显微镜和负染色方法来研究纯化的艾滋病病毒表面包膜蛋白gp120及其与不同中和抗体的复合物的结构。后来,我们的研究发现这些包膜蛋白在真实病毒表面的三维结构和分布对艾滋病毒感染非常重要,所以我们转向研究整个艾滋病毒颗粒和表面蛋白的三维结构。我们是第一个将电子层析成像方法应用于重建的研究小组。我负责的课题之一是用冷冻电子显微镜研究染色质结构。后来,当先生。

   。。冷冻电子显微镜是结构生物学研究的一种重要方法,但很难起步和开始

   仪器:与普通电子显微镜相比,冷冻电子显微镜在生物学研究中有哪些特点和优势 朱平:。普通电子显微镜主要用于观察样品的形态,很难看到原子分辨率的细节。此外,染色和固色等样品制备方法严重破坏了样品的结构。

   然而,由于直接观察样品的对比度在没有染色的情况下会更差,因此需要三维重建来缓慢挖掘其结构信息。

   此外,结构生物学研究中最常用的方法蛋白质晶体学的瓶颈之一是样品结晶。例如,蛋白质的结晶需要各种条件。此外,生物体中的蛋白质通常不是单独起作用的,而是多种蛋白质结合在一起的超分子复合物。这种超分子络合物更难生长晶体。

   。。

   300千伏泰坦科里奥斯场发射冷冻透射电子显微镜?

   仪器:目前,低温电子显微镜的国际研究重点是什么 朱平:。 在过去的两年中,冷冻电子显微镜的应用主要集中在结构生物学研究上,所分析的样品类型已经从病毒和核糖体扩展到其他蛋白质。冷冻电镜三维重建的早期应用是病毒分析,因为病毒结构相对对称,可以获得相对较高的分辨率。近年来,随着仪器硬件和软件性能的提高,冷冻电子显微镜结构分析的分辨率越来越高。

   一些非对称样品可以获得高分辨率,因此冷冻电子显微镜的三维重建在其他蛋白质的结构分析中也是比较热门的。。。 仪器:冷冻电子显微镜的应用有哪些困难。冷冻电子显微镜在科学研究中发挥更好的作用需要什么样的积累。朱平:。

首先,从样品制备的角度来看,光是冷冻就有很多秘密

   。结冰的冰层太厚,电子束无法通过

   冰层太薄,会完全蒸发掉 然而,如果冷冻速度慢,就会形成冰晶,当冰晶遇到电子束衍射时,我们就无法观察到样品。此外,环境变化,如空气温度和湿度的变化,甚至每次使用不同的滤纸都会影响样品制备效果。。。在拍照的过程中,有必要调整电子显微镜的状态,掌握照片的细节,以产生一张好的二维冷冻电子显微镜照片。例如,当电子束照射到样品表面时,如果调节不好,样品可能会被吹出。

   在获得好的二维照片后,仍然有大量的图像处理工作? 。?

   当然,现在软件更加自动化,仪器的操作也比以前更容易了 例如,对于样品制备,有特殊的样品制备设备。计算机控制滤纸的温度、湿度和吸收时间,使样品制备的重复性大大提高。然而,在很好地使用电子显微镜方面仍然有很多经验。北京大学的丁肖明老师正在组织中国优秀的专家撰写电子显微镜实验操作手册。 虽然这本书主要由普通的电子显微镜组成,但至少会有一章介绍冷冻电子显微镜的基本情况。 仪器:目前中国冷冻电子显微镜的研究和应用水平如何。

   近年来,为了促进中国生物学的快速发展,国家不断加大投入。一方面,引进了许多人才;另一方面,在仪器配置方面,我国许多单位已经或将要建设国际一流的冷冻电子显微镜设备平台,如清华大学、中国科学院生物物理研究所大学、北京大学、中国科学院上海生命科学研究院大学等。。。事实上,十多年前,我们有许多优秀的电子显微镜人才,但国家没有投入这么多。

   目前,我们的高端电子显微镜配置处于世界前列,但人才仍然是最重要的。目前,中国冷冻电子显微镜的研究人才真的不多,我希望能培养更多的年轻人。。。科学竞争也很残酷,所以团队合作可以走得更快更远。工具:最后,你对在高水平期刊上发表文章有什么想法和经验,以及团队合作在科学研究中的重要性。朱平:。一是有好的项目和科学问题。

   第三,我们必须有一个好的团队

   最后,我们必须坚持下去 首先,我们应该敢于挑战科学问题。此外,我们也应该敢于面对挑战中的困难。

   我们在这个项目上花了5年时间,在此期间遇到了许多困难。。。在30纳米染色质结构分析的研究中,不同的研究小组分工合作,充分发挥各自的特长也是我们项目的一个重要特点。在我们的研究中,染色质样品的组装非常重要。

   经过再次调整和计算,我们将无法获得样品的真实结构信息。

   。?。

   我没有太多组装染色质样品的经验 李国红长期从事30nm染色质和表观遗传调控的研究。 然而,冷冻电子显微镜的三维重建也需要相对长期的积累和经验。 面对30纳米染色质这样复杂的超分子复合体,结构分析面临许多技术难题和挑战。 李又开始研究电子显微镜了。还有,先生。徐瑞明参加了我们的许多项目讨论,给了我们很多鼓励,这也很重要。。。科学竞争也非常残酷。

   一个重要的因素是我们正和几个团队一起做这件事。。。采访编辑:秦丽娟。附件:朱平研究员简历。

   9 - 1990年。6浙江大学学士。1990年。9 - 年。6 Xi交通大学硕士。1993年。9 - 年。

   清华大学。1997年。7 - 1998年。

   3 -

   1986。2008年。6 -至今,中国科学院生物物理研究所项目负责人和“百人计划”研究员

  1990。。

  1993。。。

  1997。。

   1999。。

  2008。