Lần đầu tiên chụp được ảnh nguyên tử trong một protein
Những tiến bộ đạt được trong công nghệ kính hiển vi điện tử đã cho phép các nhà nghiên cứu phá vỡ rào cản phân giải nguyên tử và hình ảnh các nguyên tử riêng lẻ bên trong một protein.
Đây là một bước tiến vượt bậc của quy trình được gọi là cryo-electron microscopy (tạm dịch: phương pháp đông lạnh mẫu thử dùng trong kính hiển vi điện tử), vốn chưa bao giờ có thể tạo ra hình ảnh ở độ phân giải cao như vậy trước đây.
Protein, được gọi là apoferritin, hình ảnh được chụp có độ phân giải đáng kinh ngạc là 1,25 ångströms.
Cryo-electron microscopy đã nhanh chóng cách mạng hóa sinh học phân tử kể từ khi ba nhà khoa học đoạt giải Nobel Hóa học năm 2017 vì đã phát triển nó lên độ phân giải cao không tưởng. Kể từ đó, những cải tiến trong công nghệ chùm tia điện tử cùng với tối ưu hóa phần mềm đã cho phép đi sâu hơn vào cấu trúc phân tử hơn bao giờ hết.
Quan sát cấu trúc nguyên tử của protein sẽ thúc đẩy sự hiểu biết của chúng ta về các quá trình tế bào một cách sâu rộng, cho dù đó là tương tác enzyme hay hình dung sự liên kết thuốc.
Công nghệ hiện đang bắt đầu bằng phương pháp tinh thể học tia X được sử dụng rộng rãi hơn, được ứng dụng nhiều trong sinh học để xác định cấu trúc của các đại phân tử như protein, DNA hay RNA.
Để chụp được hình ảnh các protein chi tiết như vậy, phương pháp đông lạnh mẫu thử dùng trong kính hiển vi điện tử đòi hỏi một số nhiệt độ khá lạnh. Sau khi lấy protein và làm lạnh chúng đến nhiệt độ đông lạnh khoảng -200 độ C, một chùm điện tử được chiếu vào mẫu. Kính hiển vi điện tử thông thường yêu cầu chuẩn bị mẫu phức tạp, nhưng với cryo-electron microscopy, tất cả những gì cần thiết là mẫu phải được đông lạnh.
Các electron đập vào mẫu và bật trở lại vào một máy dò, sau đó sẽ gửi dữ liệu qua phần mềm máy tính để hiểu về nó. Phần mềm sẽ ghép hình ảnh cuối cùng lại với nhau và các nhà nghiên cứu có thể tiếp tục nghiên cứu cấu trúc của protein.
Báo cáo trên tạp chí Nature, một nhóm nghiên cứu hiện đã cố gắng chụp hình ảnh một protein ở độ phân giải cao đến mức có thể nhìn thấy rõ ràng tất cả các nguyên tử trong đó. Đây là lần đầu tiên các nguyên tử riêng lẻ trong cấu trúc protein có thể được tạo ra rõ ràng trong hình ảnh kính hiển vi điện tử lạnh.
Protein, được gọi là apoferritin (thường được tìm thấy dưới dạng ferritin, một phân tử lưu trữ sắt), hình ảnh được chụp có độ phân giải đáng kinh ngạc là 1,25 ångströms - phá vỡ kỷ lục trước đó là 1,54 ångströms. Apoferritin được sử dụng trong cryo-electron microscopy do tính ổn định cực cao và đã trở thành một mẫu thử nghiệm đáng tin cậy để thúc đẩy công nghệ đến giới hạn của nó.
Khi những đột phá trong công nghệ tiếp tục, khả năng là vô tận về cách cryo-electron microscopy sẽ định hình cấu trúc sinh học. Tuy nhiên, có vẻ như chúng ta đang đạt đến giới hạn khả năng của phiên bản hiện tại.
Theo Holger Stark, một nhà hóa sinh từ Viện Hóa lý Sinh học Max Planck, chúng ta có thể thấy sự cải thiện hạn chế từ những phát hiện mới nhất.
Bắn 15 mũi tên trong 10 giây: Đây là vũ khí đáng sợ do Gia Cát Lượng phát minh
Nỏ liên hoàn của Gia Cát Lượng có thể bắn tới 15 mũi tên trong 10 giây, trở thành vũ khí đáng sợ trên các chiến trường của Trung Quốc thời cổ đại.
Giấc mơ phức tạp hay không tùy thuộc vào giai đoạn ngủ mỗi người
Theo một phân tích mới, chất lượng và độ phức tạp của những giấc mơ dường như thay đổi theo các giai đoạn của giấc ngủ của mỗi người.
Bí ẩn kinh dị về tà thuật cổ trùng của người Trung Quốc và thảm án hậu cung thời nhà Hán
Cổ thuật này được đồn đại là thần thông quảng đại, chỉ một con sâu nhỏ cũng có thể khiến người ta phát điên, hoặc tệ hơn thì toàn thân thối rữa.
3 từ giúp nhiều người thay đổi cả cuộc đời
Trong cuộc sống, có rất nhiều yếu tố giúp chúng ta thay đổi được số phận. 3 từ được nhắc đến dưới đây nằm trong số đó. Hãy cùng tìm hiểu và suy ngẫm xem điều này có đúng hay không.
Vụ phun trào núi lửa góp phần xóa sổ 95% sự sống
Các vụ phun trào núi lửa ở khu vực Siberia ngày nay đi kèm lượng khí methane lớn từ đáy biển, dẫn tới một trong những sự kiện tuyệt chủng lớn nhất trên Trái Đất.
Điều gì xảy ra với bộ não của Lenin khi ông qua đời?
Ngay sau khi Lenin từ trần, não của ông đã được lấy ra khỏi hộp sọ. Vì sao đảng Bolshevik lại cho nghiên cứu bộ não đó? Rốt cuộc Lenin tử vong vì bệnh gì?
