10月22日消息,加州大学伯克利分校物理学教授Holger Müller团队(劳伦斯伯克利国家实验室科学家)开发出一种"激光相位板"装置,可显著提升冷冻电子显微镜(cryo-EM)性能,有望突破小蛋白成像瓶颈。
近一个世纪前,相差显微技术让细胞内原本难以分辨的微弱结构变得清晰,并获得1953年诺贝尔奖。如今伯克利团队将同一原理移植到放大倍数高出约1万倍的电子显微镜上:激光相位板并非用于照射样品,而是让号称世界最强连续波聚焦激光直接与电镜电子束相互作用、改变其相位,从而提高图像对比度。这使区分血红蛋白级别的小分子以及细胞核、线粒体等细胞内部结构变得更加容易。
冷冻电镜在过去十年深刻改变了蛋白质结构研究并加速药物发现,但多数人类蛋白因分子量太小、信噪比不足而难以清晰成像。Müller指出,激光相位板带来的信噪比提升"有望克服这些重要限制",使科学家有望成像小至当前极限三分之一尺寸的蛋白质。更大的影响可能在冷冻电子断层扫描(cryo-ET):该技术通过多角度成像重构蛋白质在天然细胞环境中的三维排布与相互作用。在Biohub资助下,Müller团队已将该相位板装入先进冷冻电镜,并将整机命名为"Theia"(希腊光明女神)。对结构生物学与基于结构的药物设计而言,这一硬件突破意味着大批"不可观测"的小分子靶点有望进入可视范围。
(来源:ScienceDaily)