Для создания модели было использовано более 20 000 двумерных крио-ЭМ изображений бактериофага P22 (также известного как вирус P22, поражающий обычную бактерию Salmonella) из Медицинского колледжа Бейлора. Результаты были опубликованы исследователями из Медицинского колледжа Бейлора, Массачусетского технологического института, Университета Пердью и лаборатории Беркли в Proceedings of the National Academy of Sciences в начале марта.«Это отличный пример того, как использовать технологию электронной микроскопии и объединить ее с новыми вычислительными методами для определения структуры бактериофага», — сказал Пол Адамс, сотрудник отдела молекулярной биофизики Berkeley Lab.
Директор подразделения Integrated Bioimaging и соавтор статьи. «Мы разработали алгоритмы — вычислительный код — для оптимизации атомной модели, чтобы она наилучшим образом соответствовала экспериментальным данным».Павел Афонин, научный сотрудник лаборатории Беркли и соавтор статьи, возглавил разработку алгоритма с использованием Phenix, программного пакета, традиционно используемого в рентгеновской кристаллографии для определения макромолекулярных структур.Успешная визуализация трехмерной модели бактериофага P22 в атомном масштабе позволяет исследователям заглянуть внутрь белковой оболочки вируса с разрешением.
По словам Кори Хрика, соавтора и аспиранта профессора биохимии Бэйлора Ва Чиу, это кульминация нескольких лет работы, которая ранее позволила исследователям из Бэйлор-колледжа проследить большую часть основы белка, но не мельчайшие детали. .«Благодаря этой изысканной структурной детали мы определили химический состав белка вируса P22», — сказал Чиу. «Я считаю важным, чтобы мы предоставили подробные аннотации к структуре, чтобы другие исследователи могли использовать ее в своих будущих экспериментах», — добавил он. Лаборатория Чиу уже почти 30 лет использует методы крио-ЭМ и компьютерной реконструкции для построения трехмерных молекулярных структур.И результаты могут иметь ценные биологические последствия.По словам Адамса, благодаря трехмерной модели в атомном масштабе теперь «можно увидеть взаимодействия между частями, составляющими вирус P22, которые имеют решающее значение для его стабильности».
Это помогает исследователям выяснить, как производить химические вещества, которые могут связываться с определенными белками. Адамс подчеркивает, что способность понимать конфигурацию атомов в молекулярном пространстве может быть использована для получения нового понимания дизайна и разработки лекарств.