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« Les nanosheets secs » peuvent aider rapidement à isoler les types neufs de protéines des mélanges

Une équipe interdisciplinaire de Francfort et d'Iéna a développé un genre d'amorce avec lequel aux composés de protéine de poisson hors des mélanges. Grâce à cette « amorce », la protéine désirée est beaucoup plus rapide procurable pour davantage d'inspection dans le microscope électronique. L'équipe de recherche a baptisé cette couche novatrice de carbone moléculaire ultra-mince « le nanosheet sec ». Avec l'aide de cette nouveauté, les maladies et leur traitement avec un médicament peuvent mieux être compris, par exemple.

Avec notre procédé, des types neufs de protéines peuvent être isolés dans des mélanges et être caractérisés dans une semaine. Jusqu'à présent, juste l'isolement des protéines était souvent une partie d'un doctorat durant plusieurs années. »

Daniel Rhinow, Max Planck Institute de la biophysique à Francfort

En même temps qu'Andreas Terfort (université de Goethe) et Andrey Turchanin (université Iéna de Friedrich Schiller), l'idée a évolué il y a quelques années de pêcher les protéines désirées directement hors des mélanges en équipant un nanosheet des sites de reconnaissance sur lesquels la protéine cible colle. Les chercheurs ont maintenant réussi à rendre des protéines directement procurables pour l'inspection utilisant la cryo-microscopie d'électron par « un nanosheet sec ».

La cryo-microscopie d'électron est basée sur la choc-congélation d'un échantillon aux températures au-dessous de -150 °C. Dans ce procédé, la protéine met à jour sa structure, aucun agent de intervention de fixation et de coloration n'est nécessaire, et les électrons peuvent facilement irradier l'objectif gelé. Le résultat est haute définition, images en trois dimensions des structures les plus minuscules - par exemple des virus et ADN, presque en baisse à l'écaille d'un atome d'hydrogène.

En préparation, les protéines sont choc-gelées dans extrêmement un sur couche mince de l'eau sur un réseau minutieux en métal. Précédemment, échantillonne a dû être nettoyé d'une procédure complexe - souvent concernant une perte considérable de matériau - avant leur inspection dans un microscope électronique. La procédure de microscopie électronique est seulement couronnée de succès si juste un type de protéine est lié dans la couche de l'eau.

L'organisme de recherche abouti par Turchanin emploie maintenant les nanosheets qui sont simplement un nanomètre profondément et composé de couche unitaire auto-montée moléculaire réticulée. Le groupe de Terfort enduit ce nanosheet d'un agent gélifiant comme base pour le film mince de l'eau requis pour la congélation. Les chercheurs fixent alors les sites de reconnaissance (un groupe acide nitrilotriacétique spécial avec des ions de nickel) à lui. L'équipe aboutie par Rhinow emploie « les nanosheets secs » traités de cette façon aux protéines de poisson hors d'un mélange. C'étaient à l'avance par un réseau d'histidine avec lequel elles collent sur les sites de reconnaissance ; toutes autres particules de intervention peuvent être éteintes rincées. Le nanosheet avec la protéine attachée peut alors être examiné directement avec le microscope électronique.

« Nos nanosheets secs sont particulièrement efficaces parce que la couche d'hydrogel stabilise le film mince de l'eau exigé et supprime en même temps le grippement non spécifique des particules de intervention, » explique Julian Scherr d'université de Goethe. « De cette façon, la biologie structurelle moléculaire peut maintenant examiner des structures des protéines et des fonctionnements beaucoup plus rapidement. » Les connaissances acquises de ceci peuvent être employées, par exemple, pour comprendre mieux les maladies et leur traitement avec un médicament.

L'équipe a breveté les nanosheets neufs et supplémentaire a déjà trouvé un constructeur qui portera cet outil utile sur le marché.

Source:
Journal reference:

Scherr, A., et al. (2020) Smart Molecular Nanosheets for Advanced Preparation of Biological Samples in Electron Cryo-Microscopy. ACS Nano. doi.org/10.1021/acsnano.0c03052.