การประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์ Cryo-Electron ที่ระบายความร้อนด้วยฮีเลียมสำหรับการวิเคราะห์อนุภาคเดี่ยว

การวิเคราะห์อนุภาคเดี่ยวสามารถระบุโครงสร้างสามมิติของโมเลกุลชีวภาพที่ความละเอียดสูงโดยไม่ต้องใช้ผลึก อุปสรรคหลักสำหรับการวิเคราะห์โครงสร้างที่มีความละเอียดสูงในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนคือความเสียหายจากการฉายรังสีของชิ้นงานทางชีวภาพ และการทำให้ชิ้นงานเย็นลงจนถึงอุณหภูมิแช่แข็งสามารถลดผลกระทบของความเสียหายจากการฉายรังสีได้ เพื่อให้ได้โครงสร้างที่มีความละเอียดสูงขึ้นโดยการลดความเสียหายจากการฉายรังสี แม้ในการวิเคราะห์อนุภาคเดี่ยว มีการพัฒนากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบแช่เย็นแบบใหม่ที่มีขั้นตอนที่ระบายความร้อนด้วยฮีเลียมเหลวสำหรับการวิเคราะห์อนุภาคเดี่ยว และเราใช้มันในการศึกษาสองเรื่องโดยใช้การวิเคราะห์อนุภาคเดี่ยว สำหรับการใช้งาน เราได้ปรับเปลี่ยนเทคนิคการเตรียมตัวอย่างเล็กน้อยที่พัฒนาขึ้นสำหรับการเก็บภาพความละเอียดสูงจากผลึกรูปท่อ โดยใช้ขั้นตอนการหล่อเย็นด้วยฮีเลียมเหลว แอปพลิเคชันแรกคือการกำหนดโครงสร้างของสารตั้งต้น GroEL-GroES-complex จาก Thermus thermophilus เราสังเกตเห็นความหนาแน่นที่สอดคล้องกับพื้นผิวการพับภายในคอมเพล็กซ์ แอปพลิเคชันที่สองคือการสร้างสามมิติขึ้นใหม่จากผลึกท่อของโปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์ แถบเม็ดเลือดแดงของมนุษย์ 3 การสร้างพื้นที่จริงแบบวนซ้ำแบบวนซ้ำ ซึ่งเป็นการดัดแปลงการวิเคราะห์อนุภาคเดี่ยวสำหรับหลอดที่มีสมมาตรแบบขดลวดถูกนำมาใช้เพื่อจุดประสงค์นี้ ตัวอย่างทั้งสองนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าโครงสร้างสามมิติของเป้าหมายที่หลากหลายสามารถวิเคราะห์ได้ด้วยการวิเคราะห์อนุภาคเดี่ยว