运用冷冻电镜技术探索细菌鞭毛:高分辨率鞭毛结构新突破

学术   科学   2024-07-24 07:30   北京  

本文通过ChatGLM/GPT进行辅助对近期Bio-protocol 期刊发表的方案进行解读和概括,若感兴趣请点击“阅读原文”查看详细的实验流程及试材。如果解读中有任何错误或遗漏,敬请指正

2024年7月20日,Bio-protocol 期刊在线发表了美国威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin-Madison)Elizabeth R. Wright团队题为“Purification and Cryo-Electron Microscopy Analysis of Bacterial Appendages”的方法文章。

https://doi.org/10.21769/BioProtoc.5032
关键词冷冻电镜 螺旋重构 细菌鞭毛 高分子 纯化 玻璃化

冷冻电镜(Cryo-EM)是用于扫描电镜的超低温冷冻制样及传输技术(Cryo-SEM),可实现直接观察液体、半液体及对电子束敏感的样品,如生物、高分子材料等

细菌鞭毛是一种外部螺旋形推进器,通过细胞膜上的马达复合体产生扭矩来支持细菌运动。鞭毛合成需调控60多个基因,包括结构和调控蛋白。约45%的细菌物种拥有多种鞭毛蛋白,形成结构异质的鞭毛丝。传统结构研究通过点突变直线化鞭毛丝,限制了对其生物学相互作用的理解。现代技术如冷冻电子显微镜(cryo-EM)正用于探索更生物学相关的鞭毛结构,推动对其分子机制的深入理解。


  • 通过简单的细菌培养、离心和重悬挂步骤,实现了细菌鞭毛的快速高质量纯化。

  • 使用冷冻电子显微镜(cryo-EM)收集螺旋形物体的数据,提高了样本处理的效率和质量。

  • 应用cryoSPARC中的螺旋重建算法,生成了细菌鞭毛及其他螺旋聚合体的高分辨率三维结构。

  • 结构功能研究
    通过解析不同条件下的鞭毛结构,帮助科学家更好地理解分子相互作用如何调节鞭毛的结构和功能,促进对细菌运动机制的深入研究。
  • 新型生物材料开发
    ‍提供了一种基础框架,用于开发和优化新的螺旋生物聚合体,这些生物聚合体可能在生物医学和工程领域有重要应用。
  • 药物靶点发现
    深入了解鞭毛的分子组成和结构可能揭示新的抗细菌药物靶点,为设计针对细菌运动或附着机制的治疗策略提供基础。


这个方法的可重复性已经被本文作美国威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin-Madison)Elizabeth R. Wright团队验证过,相关实验数据与结果发表在J Bacteriol,DOI:10.1128/JB.00399-20

温馨提示:积极引用本文不仅是对作者创新技术和科研共享的最佳肯定,也是确保实验可复现性的重要方式。

Sanchez, J. C., Baumgardt, J. K. and Wright, E. R. (2024). Purification and Cryo-Electron Microscopy Analysis of Bacterial Appendages. Bio-protocol 14(14): e5032. DOI: 10.21769/BioProtoc.5032.

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