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.
Kinh ngạc kỹ thuật cổ xưa lấy gỗ có một không hai của người Nhật
Không cần chặt cây vẫn lấy được gỗ, kỹ thuật cổ xưa của người Nhật khiến thế giới kinh ngạc
Những thí nghiệm khoa học có thể làm tại nhà
Không khó để thực hiện, nguyên liệu dễ kiếm và kết quả thú vị là những thứ bạn sẽ được trải nghiệm thông qua thí nghiệm khoa học đơn giản trong bài viết này.
Ý nghĩa của những vạch màu trên tuýp kem đánh răng là gì?
Chắc hẳn trong số chúng ta, ai cũng từng thắc mắc về cái vạch màu nhỏ phía cuối cùng tuýp kem đánh răng, mỹ phẩm...
Thời đi học của các thiên tài thế giới
Chắc chắn bạn sẽ vô cùng ngạc nhiên khi biết Edison luôn bị đội sổ trong lớp và bị đánh giá là "điên khùng, không nên ngồi học lâu hơn", Albert Einstein sợ run người khi phải đến trường, nhà phát minh vĩ đại Edison tự học là chính,...
8 siêu năng lực "quái dị" của cơ thể mà bạn chưa bao giờ nhận ra
Các bạn biết không, thực sự cơ thể của chúng ta kỳ diệu hơn các bạn nghĩ rất nhiều. Chúng ta có những "siêu năng lực" và vẫn sử dụng chúng hàng ngày, nhưng lại chưa bao giờ nhận ra điều đó.
Sau hơn 2.000 năm, bí ẩn cánh cửa địa ngục được hé mở
Hai ngàn năm trước, các du khách cổ đại đã đến một ngôi đền Hi Lạp-La mã ở Hierapolis (ngày nay là Thổ Nhĩ Kỳ), nằm bên trên một chiếc hang được cho là cánh cổng dẫn tới thế giới bên kia.
