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applicazioni di tomografia dell'Cryo-elettrone

la tomografia dell'Cryo-elettrone (CET) è una tecnologia dell'immagine usata spesso per le biomolecole e le celle di visualizzazione.

Credito: Jose Luis Calvo/Shutterstock.com

la tomografia dell'Cryo-elettrone è un modulo di microscopia elettronica di trasmissione, in cui una serie di immagini bidimensionali del campione è catturata agli angoli differenti in un ambiente di vuoto ed allora combinato per creare una ricostruzione tridimensionale.

In tomografia dell'cryo-elettrone, i campioni sono vincolati in ghiaccio ed imaged molto alle basse temperature. Il campione è dissolto nei media acquosi, quindi si è tuffato in un agente criogenico per creare il ghiaccio non cristallino e o vitroso.

Il vantaggio di questo approccio sta evitando la fissazione del prodotto chimico o di disidratazione che potrebbe alterare l'aspetto delle strutture.

Utilizzazioni del CET in microbiologia

Confrontato ad altre tecniche di rappresentazione, il CET può fornire i dati dettagliati unici circa gli esemplari compreso gli organelli sottocellulari o strutturalmente i complessi eterogenei della proteina.

Reti citoscheletriche di visualizzazione

Il EM tradizionale per i citoscheletri ha fornito alcune comprensioni nell'architettura delle reti dell'actina, ma la risoluzione spaziale è stata limitata. Le visualizzazioni delle connessioni fra i filamenti dell'actina sono incomplete ed i metodi necessari del preparato per il campione distorce la struttura delle reti dell'actina.

Le strutture dell'actina stanno riorganizzando costantemente in celle in tensione. La vitrificazione delle celle per il CET è una tecnica chiave per ricostruzione accurata 3D del citoscheletro.

Per esempio, la rappresentazione del CET delle celle di discoideum di Dictyostelium ha mostrato le connessioni fra la rete del filamento dell'actina e la membrana di plasma come pure i punti di ramificazione di grandi filamenti dell'actina.

Il CET ha il potenziale di aumentare la comprensione degli stati funzionali specifici delle celle, quale durante l'assorbimento della particella. La capacità di arrestare le celle immediatamente può anche fornire una finestra nei trattamenti molto rapidi come la sporgenza filopodial.

Studio sulle celle infettate

Alcune sporgenze cellulari quale il filopodia sono ad aggancio virale incline, piombo all'infezione virale. Il CET può essere utilizzato per studiare le celle infettate, rivelanti le informazioni sulle fasi dell'installazione e dello sviluppo virali nella cella.

Le immagini tomografiche durante l'infezione virale possono anche fornire i dati sulla variazione fra un virus ed un altro e sui cambiamenti nella distribuzione fra gli sforzi virali.

Utilizzazioni del CET nello sviluppo della droga

Molte più nuove droghe in via di sviluppo hanno formulazioni complesse progettate per i miglioramenti nell'efficacia e nella biodisponibilità. Per esempio, le droghe possono essere incapsulate in un liposoma.

Questi sono solitamente circa 100 nanometro nella dimensione, permettendo che il liposoma si muova attraverso la circolazione sanguigna verso il suo obiettivo. Il CET è uno strumento utile per lo studio del liposoma della droga. Le caratteristiche chiave del liposoma possono essere catturate nelle immagini come pure la dimensione e la struttura del suo carico.

CET come strumento diagnostico

Le ciglia sono strutture della cellula esterne che svolgono un ruolo essenziale nelle sanità. Nella discinesia ciliare primaria, le ciglia hanno difetti strutturali.

I metodi tradizionali di EM sono stati usati per studiare le strutture delle ciglia in pazienti normali e malati, ma dovuto i metodi del preparato del campione richiesti dal EM, i cambiamenti in relazione con la malattia in ciglia sono capiti male.

L'uso del CET ha rivelato un difetto primario precedentemente sconosciuto ed i difetti secondari eterogenei in ciglia influenzate da PCD. I dati hanno rivelato un'eterogeneità strutturale e funzionale nei raggi radiali delle ciglia, suggerendo un meccanismo per PCD ed hanno dimostrato l'utilità del CET per la diagnostica della malattia umana.

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Last Updated: Jun 24, 2019

Dr. Catherine Shaffer

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Dr. Catherine Shaffer

Catherine Shaffer is a freelance science and health writer from Michigan. She has written for a wide variety of trade and consumer publications on life sciences topics, particularly in the area of drug discovery and development. She holds a Ph.D. in Biological Chemistry and began her career as a laboratory researcher before transitioning to science writing. She also writes and publishes fiction, and in her free time enjoys yoga, biking, and taking care of her pets.

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