Ghost Neuron技术：实现神经元高分辨率冷冻电镜成像的新型制备工艺

《Nature Communications》：Ghost Neuron preparation unlocks high-resolution structural mapping of intracellular architecture in axons

　　

摘要

细胞冷冻电子显微镜 (cryo-EM) 提供了揭示细胞内分子架构的有力工具，但致密的细胞质往往会掩盖精细的分子特征，尤其是在狭窄的神经元突起中。在此，我们介绍了Ghost Neuron技术，这是一种结合短暂低渗处理和冷冻前立即进行受控机械破裂的制备工艺，便于在其神经突拓扑结构中对神经元超微结构进行高对比度成像。通过去除质膜并降低细胞质密度，该方法允许在保持神经突整体几何形状的同时进行高分辨率结构分析。该方法允许将结构信息映射回神经元架构。该制备工艺还将内源大分子复合物释放到电镜载网上，形成适合高分辨率结构分析的富含颗粒区域。使用Ghost Neuron，我们在 3.59 ? 和 3.9 ? 的分辨率下解析了轴突微管，区分了扩展和紧密晶格状态，并将这些状态映射为轴突内单个微管上交错分布的斑块。我们还解析了轴突肌动蛋白丝并鉴定了伴肌动蛋白装饰的肌动蛋白。这些结果确立了Ghost Neuron作为一个发现平台，用于将分子结构与神经元组织联系起来。