原位冷冻电镜技术和可视蛋白质组学前沿

近年来,随着原位冷冻电镜技术和人工智能技术的不断发展,结构生物学的研究模式发生了重大转变。结构解析不再局限于分离提纯的单一生物大分子,而是在细胞甚至组织内原位直接解析生物大分子的高分辨率结构,并对亚细胞区域整体分子景观进行结构探索,从而更深刻地理解细胞与组织内生命活动的分子机制。通过展示细胞内不同蛋白质复合物的精细原位结构,可以进一步生成蛋白质组的可视化定量空间分子结构功能图谱,即可视蛋白质组学。以原位冷冻电镜技术为代表的新技术能够在空间水平阐明细胞内蛋白质组的三维相互作用网络,促进从整体上系统性地理解细胞内生物大分子结构功能与互作机制。为推动中国原位冷冻电镜技术和可视蛋白质组学的发展,本文总结了其研究模式和最新前沿进展,结合具体实例展示了新概念与新技术的先进性,并对发展前景进行了展望。

冷冻聚焦离子束-扫描电镜成像技术研究进展

冷冻聚焦离子束-扫描电镜成像(Cryo-FIB-SEM)是一种新兴的成像检测技术,在原位进行冷冻聚焦离子束切割和冷冻扫描电镜成像,为研究天然含水状态下生物样品内部未被破坏的原始结构打开了一扇窗口。近年来,该技术在生命科学领域的应用研究取得了一系列重要进展。该文对其在冷冻体积连续成像、冷冻光电关联成像、冷冻透射扫描成像、冷冻含水切片制备监控及冷冻扫描图像处理等方面的研究进展进行综述,并展望了该技术在大体积生物样品三维原位成像研究领域的前沿性发展趋势,以期推动Cryo-FIB-SEM技术在生物样品三维结构研究中的应用。