Untersuchung von Proteinen in einer Graphen-Flüssigkeitszelle führt zu höherer Strahlenverträglichkeit
Schematische Darstellung
Die Elektronenmikroskopie ist eine der wichtigsten Methoden zur Untersuchung der Proteinstruktur. Die Erforschung dieser Strukturen ist von entscheidender Bedeutung, um ihre Funktion zum Beispiel in der Strukturbiologie, Zellbiologie, Krebsforschung und anderen biomedizinischen Bereichen zu klären. Solche Untersuchungen führen auch zu einem besseren Verständnis der Biomineralisation.
Eine neue Möglichkeit für die Abbildung von Proteinen ist die Flüssigphasen-Elektronenmikroskopie (LPEM). Sie ist in der Lage, native (ungefärbte) Proteinstrukturen und andere Proben wie Zellen und Nanopartikeln in Flüssigkeiten abzubilden.
Diese Technologie wurde in den letzten fünfzehn Jahren entwickelt. Bis vor kurzem wurde diskutiert, ob die Strahlenverträglichkeit von flüssigen Proben im Vergleich zu amorphem Eis besser oder schlechter ist.
In ihrer jüngsten Veröffentlichung zeigen Sercan Keskin und Niels de Jonge vom INM-Leibniz-Institut für neue Materialien nun, dass die Strahlenverträglichkeit im Vergleich zu einer Probe im Eis um eine Größenordnung erhöht ist. Dieses Ergebnis wurde durch die Herstellung einer Mikrotubuliprobe in einer Graphen-Flüssigkeitszelle erreicht.
Normalerweise werden Proben chemisch fixiert, mit einem Metall gefärbt, um ihren Kontrast zu verbessern, anschließend getrocknet, in Plastik eingebettet, geschnitten und dann in der für die Elektronenmikroskopie erforderlichen Vakuumumgebung aufgenommen.
Die Kryoelektronenmikroskopie überwindet die mit dieser Probenpräparierung verbundenen Nachteile und bietet die Möglichkeit, Proteine in einem nahezu nativen hydratisierten Zustand zu untersuchen. Dazu werden die Proben in amorphem Eis hergestellt.
Eine wichtige Voraussetzung ist die hohe Empfindlichkeit der Proben gegenüber Elektronenstrahlbestrahlung. Meistens verhindert statistisches Rauschen im Bild eine hohe Auflösung. Eine Struktur kann dann jedoch ermittelt werden, wenn viele zehntausend verrauschte Bilder identischer Strukturen aufgenommen werden.
Prof. Dr. Niels de Jonge
Leiter Innovative Elektronenmikroskopie
Tel: 0681-9300-313
niels.dejonge@leibniz-inm.de
Keskin, S. & de Jonge, N. Reduced radiation damage in transmission electron microscopy of proteins in graphene liquid cells. Nano Lett., early online, 2018. DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b02490
Media Contact
Weitere Informationen:
http://www.inm-gmbh.deAlle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften
Die Materialwissenschaft bezeichnet eine Wissenschaft, die sich mit der Erforschung – d. h. der Entwicklung, der Herstellung und Verarbeitung – von Materialien und Werkstoffen beschäftigt. Biologische oder medizinische Facetten gewinnen in der modernen Ausrichtung zunehmend an Gewicht.
Der innovations report bietet Ihnen hierzu interessante Artikel über die Materialentwicklung und deren Anwendungen, sowie über die Struktur und Eigenschaften neuer Werkstoffe.
Neueste Beiträge
Das Mikrobiom verändert sich dynamisch und begünstigt wichtige Funktionen für den Wirt
Ein interdisziplinäres Forschungsteam des Kieler SFB 1182 untersucht am Beispiel von Fadenwürmern, welche Prozesse die Zusammensetzung des Mikrobioms in Wirtslebewesen steuern. Alle vielzelligen Lebewesen – von den einfachsten tierischen und…
Wasser im Boden – genaue Daten für Landwirtschaft und Klimaforschung
Die PTB präsentiert auf der Woche der Umwelt, wie sich die Bodenfeuchte mithilfe von Neutronenstrahlung messen lässt. Die Bodenfeuchte hat nicht nur Auswirkungen auf die Landwirtschaft, sondern ist als Teil…
Bioreaktor- und Kryotechnologien für bessere Wirkstofftests mit humanen Zellkulturen
Medizinische Wirkstoffforschung… Viele Neuentwicklungen von medizinischen Wirkstoffen scheitern, weil trotz erfolgreicher Labortests mit Zellkulturen starke Nebenwirkungen bei Probanden auftreten. Dies kann passieren, wenn zum Beispiel die verwendeten Zellen aus tierischem…
