La microscopía electrónica criogénica, o crio-EM, ha llegado al punto en que los investigadores podrían, en principio, obtener imágenes de átomos individuales en una reconstrucción 3D de una molécula, pero solo porque pudieron ver esos detalles no siempre significa que lo hagan. Ahora,Los investigadores del Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC del Departamento de Energía y la Universidad de Stanford han propuesto una nueva forma de cuantificar cuán precisas son esas reconstrucciones y, en el proceso, qué tan seguros pueden estar en sus interpretaciones moleculares.
Cryo-EM funciona mediante la congelación de moléculas biológicas que pueden contener miles de átomos para que se puedan obtener imágenes bajo un microscopio electrónico. Al alinear y combinar muchas imágenes bidimensionales, los investigadores pueden calcular mapas tridimensionales de una molécula completa, y estoLa técnica se ha utilizado para estudiar todo, desde la falla de la batería hasta la forma en que los virus invaden las células. Sin embargo, un problema que ha sido difícil de resolver es cómo evaluar con precisión el verdadero nivel de detalle o resolución en cada punto de dichos mapas y, a su vez, determinar quéLas características atómicas son realmente visibles o no.
Wah Chiu, profesor de SLAC y Stanford, Grigore Pintilie, un científico computacional en el grupo de Chiu, y sus colegas idearon las nuevas medidas, conocidas como puntuaciones Q, para abordar ese problema. Para calcular las puntuaciones Q, los científicos comienzan construyendoy ajustando un modelo atómico hasta que coincida mejor con el mapa 3D derivado de cryo-EM correspondiente. Luego, comparan el mapa con una versión idealizada en la que cada átomo está bien resuelto, revelando hasta qué punto el mapa realmente resuelve los átomos en el átomomodelo.
Los investigadores validaron su enfoque en moléculas grandes, incluida una proteína llamada apoferritina que estudiaron en las instalaciones Cryo-EM de Stanford-SLAC. Kaiming Zhang, otro científico investigador del grupo de Chiu, produjo mapas en 3D cercanos a la resolución más alta alcanzada hasta la fecha- hasta 1.75 angstrom, menos de una quinta parte de un nanómetro. Utilizando tales mapas, mostraron cómo los puntajes Q variaban de manera predecible según la resolución general y en qué partes de un molecular estaban estudiando. Pintilie y Chiu dicen que esperanLos puntajes Q ayudarán a los biólogos y a otras personas que usan cryo-EM a comprender e interpretar mejor los mapas 3D y los modelos atómicos resultantes.
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Materiales proporcionado por Laboratorio nacional de aceleración DOE / SLAC . Original escrito por Nathan Collins. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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