Nature Methods：低温电子显微镜新工具

在一篇发表在《自然方法》(Nature Methods)杂志上的论文中，Carsten Sachse教授带领的研究人员提出了一种新方法，将低温显微技术与材料研究中使用的其他方法结合起来。

　　

   

   

通过iDPC-STEM技术获得的血青素蛋白(右)和烟草花叶病毒(左)的显微图像(上)和结构(下)。下图是对应的3.5和6.5 分辨率的3D结构。      

相关研究成果也在Nature Briefing中进行了介绍和分类。

相对于已经使用了几十年的x射线晶体学，低温电镜技术仍然是一项相对较新的技术，它具有决定性的优势：蛋白质构建块可以在自然环境中以快速冷冻的状态被观察到，而无需事先将它们转化为人造晶体。冷冻电镜是基于透射电子显微镜。另一方面，研究人员现在采用的替代方法是进一步发展集成差分相位对比扫描透射电子显微镜，简称iDPC-STEM。

到目前为止，这种方法主要用于材料研究，已经获得了非常高的分辨率。当对生物样本进行成像时，我们现在已经直接获得了几年前通过冷冻电子显微镜首次实现的质量，”恩斯特·罗斯卡Forschungszentrum中心主任Carsten Sachse说。

他与赛默飞公司的研究伙伴一起，利用iDPC-STEM绘制了蛋白质结构图，分辨率达到了3.5埃的亚纳米级。

"相比之下，今天的冷冻电子显微镜要更先进一些。但我们的结果表明，iDPC-STEM原则上能够通过一些优化，达到与今天的低温电子显微镜类似的分辨率，并扩大结构分析的可能性；特别是对于非常异质的、不均匀的样品或单一颗粒，当平均能力受到限制时，"Carsten Sachse说。

在传统的冷冻电子显微镜技术中，一个样品要从许多观察方向拍摄数千张，有时是数万张或数十万张的快照。一台功能强大的计算机使用这些图像来计算分子或粒子的详细三维模型。另一方面，扫描电子显微镜可以逐行扫描物体，生成合成图像，就像传统的冷冻电子显微镜一样，作为三维结构计算的基础。与冷冻电子显微镜一样，使用低剂量电子束，因为生物分子通常非常敏感。这就防止了高能光束破坏敏感结构。

文章标题

Single-particle cryo-EM structures from iDPC-STEM at near-atomic resolution