生物通報道  自從顯微鏡被發(fā)現(xiàn)以來，科學(xué)家們一直致力于改進這一技術(shù)用于顯示更小的細胞結(jié)構(gòu)以深入了解人類細胞、細菌和病毒的內(nèi)部機制。如今來自國立衛(wèi)生研究員(NIH)下屬關(guān)節(jié)炎、肌肉骨骼肌皮膚疾病國家研究院(NIAMS)的研究人員開發(fā)了一種新技術(shù)可清楚觀察到病毒內(nèi)的結(jié)構(gòu)。他們在一期(1月13日)的《科學(xué)》(Science)雜志上報道了這一成果。生物通 www.ebiotrade.com
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低溫電子顯微鏡(cryo-EM)技術(shù)是一種可幫助科學(xué)家們對諸如病毒表面結(jié)構(gòu)一類的極微小顆粒進行成像的先進技術(shù)。盡管研究人員曾利用這一技術(shù)成功地了解了疫苗的作用機制，然而這一借助輻射的方法還無法實現(xiàn)對病毒內(nèi)部結(jié)構(gòu)的清晰成像。“由于輻射的劑量較低，所以我們無法看到生物體的內(nèi)部，”文章的作者、NIAMS結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究實驗室的Alasdair Steven博士說：“然而高劑量的輻射會對病毒造成損傷，破壞掉我們想要觀察的結(jié)構(gòu)。”生物通 www.ebiotrade.com
通過與馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)院Lindsay Black博士的研究小組合作，Steven和他的研究小組成功地攻克了輻射損傷這一難題。病毒作為zui簡單的一種生命體，主要成分包括核酸(DNA或RNA)以及核酸模板編碼的蛋白質(zhì)。研究人員意識到相比于DNA，病毒中的蛋白質(zhì)對輻射損傷更為敏感，由此開發(fā)了一種差異性成像的新程序。
Steven 說：“我們首先采用低劑量輻射，拍攝下病毒中看不見的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的位置圖像。隨后再采用高劑量輻射，便看到了像氣泡缸樣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。”盡管這一內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到了破壞，研究小組利用三維計算機技術(shù)對圖像進行了疊加處理，從而清楚地看到了病毒的結(jié)構(gòu)。研究人員將這一技術(shù)命名為“bubblegram成像”技術(shù)。生物通 www.ebiotrade.com
展望未來，研究小組預(yù)期這一“bubblegram成像”技術(shù)將獲得廣泛的應(yīng)用。理念上，這一技術(shù)將幫助科學(xué)家們更好地了解病毒的內(nèi)部機制，為開發(fā)出新型的治療策略提供更多的機遇。除了研究病毒結(jié)構(gòu)，cryo-EM還可以用于顯示人類細胞中蛋白質(zhì)與DNA的互作。其中利用這一技術(shù)來顯示癌細胞與非癌性細胞之間的差異被認為具有令人興奮的開發(fā)利用前景。“這種新型的cryo-EM程序使得從前無法看到的蛋白質(zhì)能夠被看到，因此將幫助我們獲得對細胞生物學(xué)的新理解，”Steven說。