研究人员使用电子冷冻断层扫描技术揭示骨骼肉瘤的新分子细节

一种古老的技术可以锻炼肌肉

肉瘤是肌原纤维的小的重复亚单位，肌原纤维是长的圆柱体，捆绑在一起形成肌肉纤维。在肉瘤内部，肌球蛋白和肌动蛋白蛋白的细丝相互作用，产生肌肉收缩和松弛。到目前为止，研究肌肉组织结构和功能的传统实验方法是在重建的蛋白质复合物中进行的，或者存在分辨率低的问题。Raunser说：“相反，电子低温断层扫描使我们能够获取冰冻肌肉的详细且无伪影的3D图像。”

长期以来，Cryo-ET一直是一种成熟而利基的方法。但是，电子低温显微镜(cryo-EM)的最新技术进展以及低温聚焦离子束(FIB)铣削的新发展都在推动cryo-ET的分辨率。与cryo-EM相似，研究人员可以在非常低的温度(-175°C)下快速冷冻生物样品。通过此过程，样品可保持其水合和精细结构，并保持接近其天然状态。然后应用FIB铣削以刮除多余的材料，并为透射电子显微镜获得约100纳米的理想厚度，该透射电子显微镜在样品沿轴倾斜时会获取多个图像。最后，计算方法以高分辨率重建三维图像。

Raunser的团队对在国王学院分离的小鼠肌原纤维进行了冷冻-ET，并获得了一个纳米的分辨率(百万分之一毫米，足以看到蛋白质中的精细结构)：“我们现在可以仔细观察一下肌原纤维Raunser说：“这是4年前无法想象的。

天然纤维

肌原纤维的计算重建显示了肌节的三维组织，包括子区域M-，A-和I-带以及Z盘，它们意外地形成了更不规则的网格并采用了不同的构型。科学家使用了肌球蛋白与肌动蛋白牢固结合的样本，代表了肌肉收缩的一个阶段，即所谓的严格状态。实际上，他们可以首次在天然细胞中观察到同一肌球蛋白的两个头部如何与肌动蛋白丝结合。他们还发现，双头不仅与相同的肌动蛋白丝相互作用，而且还发现分裂在两条肌动蛋白丝之间。这以前从未见过，表明与下一个肌动蛋白丝的邻近性比相邻头之间的协同作用更强。