Bridging length scales from molecules to the whole organism by cryoCLEM and cryoET.
Bridging length scales from molecules to the whole organism by cryoCLEM and cryoET.
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DOI：
10.1039/d2fd00081d
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发表时间：
2022-11-08
影响因子：
3.4
通讯作者：
Frank, Rene A. W.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lovatt, Megan;Leistner, Conny;Frank, Rene A. W.
解析分离蛋白质的原子结构揭示了生物学的机制和基本过程。然而，许多功能只能在完整的细胞和组织中进行测试，这些细胞和组织比它们所依赖的大分子大许多数量级。因此，原位研究大分子结构的方法提供了一种在长度尺度上直接将结构与功能联系起来的方法。在这里，我们使用低温相关光电子显微镜 (cryoCLEM) 和电子断层扫描 (cryoET) 开发了多个工作流程，可以弥补这一差距，揭示细胞和组织内高级功能的分子基础设施。我们还描述了实验设计注意事项，包括 CryoCLEM 标记、样品制备和质量控制，用于确定天然水合细胞和组织内的原位分子结构。实验工作流程结合了小鼠遗传学、低温相关光学和电子显微镜以及低温电子断层扫描，以桥接从整个生物体到分子的长度尺度。
Resolving atomic structures of isolated proteins has uncovered mechanisms and fundamental processes in biology. However, many functions can only be tested in the context of intact cells and tissues that are many orders of magnitude larger than the macromolecules on which they depend. Therefore, methods that interrogate macromolecular structure in situ provide a means of directly relating structure to function across length scales. Here, we developed several workflows using cryogenic correlated light and electron microscopy (cryoCLEM) and electron tomography (cryoET) that can bridge this gap to reveal the molecular infrastructure that underlies higher order functions within cells and tissues. We also describe experimental design considerations, including cryoCLEM labelling, sample preparation, and quality control, for determining the in situ molecular architectures within native, hydrated cells and tissues. Experimental workflows combining mouse genetics, cryogenic correlated light and electron microscopy and cryo-electron tomography to bridge length scales from the whole organism to molecules.
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