Anzeige
Now, researchers at the National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases (NIAMS), part of the National Institutes of Health, have developed a new way to see structures within viruses that were not clearly seen before. Their findings are reported in the Jan. 13 issue of Science.
Cryo-electron microscopy (cryo-EM) is a technique that allows scientists to image very small particles, like structures on the surface of viruses. This method has been useful in helping researchers understand how vaccines work. But, despite the success of cryo-EM, scientists have been unable to clearly visualize structures inside of viruses, because radiation is used to image them. "With lower doses of radiation, it is not possible to see inside the organism," said lead author Dr. Alasdair Steven of the NIAMS Laboratory of Structural Biology Research. "However, higher doses of radiation damage the virus, destroying the very structures that we would like to view."
Working in collaboration with the group of Dr. Lindsay Black at the University of Maryland Medical School, Baltimore, Steven and his team were able to turn the problem of radiation damage into an asset. Viruses, one of the simplest life forms, are made up of nucleic acids (DNA or RNA) and the proteins encoded by the nucleic acid instruction manual. The researchers realized that proteins inside the virus are more sensitive to damage than DNA.
In the background, cryo-electron micrographs of purified viruses with their inner structure bubbling from radiation damage. Overlaid, (left) 3D computer reconstruction of a virus's outer shell and tail in gray, with the inner structure in magenta; (right) blow-up of the inner viral structure in magenta."We first used low doses of radiation and recorded images in which the inner structure of the virus was invisible," said Steven. "Next, we used high doses of radiation, and found that the inner structure could be seen as a cylinder of bubbles." While the inner structure was damaged, the team was able to superimpose the images, using three-dimensional computer reconstruction. As a result, they were able to clearly visualize the viral structure. The investigators call this technique bubblegram imaging.
Moving forward, the team members anticipate many uses of bubblegram imaging. Ideally, this technique will allow a better understanding of the inner workings of viruses, providing more opportunities for developing novel therapies. Beyond studying viral structure, cryo-EM could be used to visualize interactions of proteins with DNA in human cells. One exciting prospect lies in using this approach to visualize differences in cancer vs. non-cancer cells. "This new cryo-EM procedure renders previously invisible proteins visible and, thus, will provide new understanding of cell biology," said Steven.
For more information on the NIAMS Laboratory of Structural Biology Research, visit http://www.niams.nih.gov/Research/Ongoing_Research/Branch_Lab/Structural_Biology/default.asp.
The mission of the NIAMS, a part of the U.S. Department of Health and Human Services' National Institutes of Health, is to support research into the causes, treatment and prevention of arthritis and musculoskeletal and skin diseases; the training of basic and clinical scientists to carry out this research; and the dissemination of information on research progress in these diseases. For more information about the NIAMS, call the information clearinghouse at (301) 495-4484 or (877) 22-NIAMS (free call) or visit the NIAMS website at http://www.niams.nih.gov.
About the National Institutes of Health (NIH): NIH, the nation's medical research agency, includes 27 Institutes and Centers and is a component of the U.S. Department of Health and Human Services. NIH is the primary federal agency conducting and supporting basic, clinical, and translational medical research, and is investigating the causes, treatments, and cures for both common and rare diseases.
Trish Reynolds | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.nih.gov
Weitere Berichte zu: Biology Research > health services > human cell > Human vaccine > medical research > NIH > radiation damage > Skin Diseases > Structural Biology Laboratory > synthetic biology
Neue Computertomographie für Röntgeninspektionssystem der Einstiegsklasse zur Qualitätskontrolle in der Elektronikfertigung
23.05.2012 | GE Sensing & Inspection Technologies GmbH
New microscope uses rainbow of light to image the flow of individual blood cells
22.05.2012 | Optical Society of America
Krankheiten wie Parkinson, Alzheimer und bestimmte Krebsformen gehen auf eine fehlerhafte Faltung und Aggregation von Eiweißen im Körper zurück.
Wissenschaftlern des Instituts für Photonische Technologien (IPHT) in Jena ist es erstmals gelungen, Proteinstrukturen auf sub-molekularer Ebene nachzuweisen und spektroskopisch zu analysieren. Ein wichtiger Schritt zum Verständnis der Krankheitsursachen.
„Bis heute hat man nicht genau verstanden, was die fehlerhafte Faltung und Aggregation von Eiweißen, zum Beispiel im Zusammenhang mit Alzheimer, ...
Die Quantenphysik beschreibt physikalische Vorgänge in Festkörpern und anderen Vielteilchensystemen auch mit Hilfe von Quasiteilchen.
Innsbrucker Physikern um Rudolf Grimm ist es nun erstmals gelungen, ein neues Quasiteilchen - ein repulsives Polaron - in einem Quantengas experimentell zu erzeugen. Die Forscher berichten darüber in der Online-Ausgabe der Fachzeitschrift Nature.
Ultrakalte Quantengase sind ein ideales Experimentierfeld, um physikalische Phänomene in Festkörpern zu simulieren. Unter streng kontrollierten Bedingungen ...
Licht lässt die Partikel in der Atmosphäre wachsen. In einem Experiment hat ein internationales Forscherteam erstmals einen neuen Mechanismus nachweisen können, bei dem Partikel durch Licht größer werden und der damit Einfluss auf die Wolkenbildung und das Klima hat.
Photokatalytische Reaktionen können zu einer schnellen Bindung von nicht kondensierenden flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffen (VOCs) auf der Oberfläche der Partikel führen. Unter solchen Bedingungen nehme die Größe und Masse der Partikel schnell zu, schreiben die Wissenschaftler im renommierten Fachblatt PNAS.
Die Ergebnisse des Laborexperimentes könnten Effekte erklären, die bisher schon bei Feldkampagnen ...
Ähnlich wie blutsaugende Insekten prüfen Pflanzenschädlinge ihren Wirt auf Abwehrsignale, bevor sie anfangen zu fressen
Pflanzen bilden wenige Minuten nach Angriff eines Fraßfeindes Jasmonsäure, ein Hormon, das die Verteidigung gegen Insekten in Gange setzt mit der Folge, dass giftige Stoffe wie Nikotin oder Verdauungshemmer in den Blättern akkumulieren.
Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie, Jena, haben jetzt herausgefunden, dass Zwergzikaden die Verteidigungsbereitschaft von Tabakpflanzen aufspüren können. ...
Wissenschaftlern vom Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Universität Bonn ist es erstmals gelungen, den Transport eines wichtigen Informationsträgers in biologischen Zellen praktisch unmodifiziert in Echtzeit zu filmen.
Die Studie zeigt, wie die so genannte Boten-RNA die Zellkernhülle überwindet und vom Zellkern in das Zytoplasma gelangt. Diese Arbeit ist nun in dem renommierten Journal „Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA“ (PNAS) publiziert.
Der Bauplan aller Lebewesen ist in ihrem Erbgut gespeichert. Dieses lagert bei höheren ...
Anzeige
Anzeige

Energieversorger vor dem Umbruch
24.05.2012 | Studien Analysen
Stem-cell-growing surface enables bone repair
24.05.2012 | Biowissenschaften Chemie
Im wahrsten Sinne „Spitzenforschung“: IPHT-Forscher untersuchen Eiweißfasern mit größter Genauigkeit
24.05.2012 | Biowissenschaften Chemie
NieKE Themenforum: Ökonomie - Tierschutz - Lebensmittelsicherheit
24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Nachhaltigkeit in der Schifffahrt: Werte vs. Wertschöpfung
24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Wissenschaft und Öffentlichkeit
24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten