«Если масштабировать вирус простуды до размеров лестницы, то гигантский вирус Самбы больше, чем памятник Вашингтону», — сказала Кристин Пэрент, доцент кафедры биохимии и молекулярной биологии и соавтор статьи, представленной на обложке. журнала Вирусы. «Крио-ЭМ позволила нам составить карту структуры этого вируса и наблюдать за белками, которые он использует, чтобы проникать в клетки или атаковать их».Кажется нелогичным, что более крупные организмы труднее увидеть, но это так при использовании криоэлектронной микроскопии.
Это потому, что эти микроскопы обычно используются для изучения тонких образцов и не могут расшифровать более крупные организмы, чтобы выявить их биологические механизмы. Для толстых образцов ученые видят только темно-серые или черные пятна вместо молекулярного каркаса.
Cryo-EM позволил команде Родителя получить изображение гигантского вируса Samba и понять структуры, которые позволяют ему проникать в амебу. Оказавшись внутри, Самба открывает один из своих слоев капсида и высвобождает нуклеокапсид, который несет генетический груз, вызывающий инфекцию. Хотя самба не вызывает каких-либо заболеваний у людей, ее двоюродный брат, мимивирус, может быть виновником некоторых респираторных заболеваний у людей.
«Если вы наберете горсть воды из озера Мичиган, вы буквально несете больше вирусов, чем людей на планете», — сказал Родитель, опубликовавший статью с Джейсоном Шрадом и Эриком Янгом, аспирантами биохимии и молекулярной биологии МГУ. «Хотя ученые не могут изучать все вирусы на Земле, идеи, которые мы почерпаем из вирусов, таких как гигантская Samba, могут помочь нам понять механизмы других вирусов в этом семействе, как они развиваются и как мы можем атаковать их».По мере того как бактерии становятся более устойчивыми к антибиотикам, поиск новых способов борьбы с болезнями будет приобретать все большее значение.
Лаборатория родителей также изучает, как вирусы, инфицированные бактериями, проникают в клетки с помощью этого метода, что потенциально может привести к новым антибактериальным препаратам. Тем не менее, лучший в мире крио-ЭМ микроскоп стоит более 5 миллионов долларов. Ограниченный деньгами, но не драйвом, Parent смог модернизировать существующий микроскоп в МГУ, чтобы он мог делать крио-ЭМ — мечту мастеровладельца.
Этот традиционный просвечивающий электронный микроскоп был модернизирован с помощью криостата, который удерживает вирусы в замороженном состоянии в жидком азоте во время их изучения. Затем Пэрент и ее команда добавили детектор Direct Electron DE-20, мощную камеру — мощный инструмент сопротивления микроскопу.
Родитель не изобрел крио-ЭМ, но установка ее в университетском городке служит жизнеспособным доказательством концепции МГУ, открывая двери для многих междисциплинарных партнерств. Эта ультрасовременная микроскопия находит применение во многих областях, от исследования отдельного белка до исследования целых клеток. Практически любой, кто изучает сложные молекулярные машины, может улучшить свою работу с помощью этого инструмента, добавил Родитель.Родитель получил премию AAAS Мэрион Миллиган Мейсон для женщин, занимающихся химическими науками.
Эта награда, ее работа в вирусах и то, что она является соавтором, выполнившим крио-ЭМ работу в недавней статье Nature Communications, закладывают основу для того, чтобы когда-нибудь в МГУ был размещен более совершенный крио-ЭМ микроскоп, который мог бы выполнять высокоэффективные исследования. структурные исследования разрешения.«Мы сделали немало с нашими ограниченными ресурсами, но мы готовы сделать больше», — сказал Родитель. «Я думаю, что MSU может служить центром крио-ЭМ и увеличить распространение этой технологии на Среднем Западе и за его пределами».
Например, ученые из Федерального университета Минас-Жерайс (Бразилия) и Федерального университета Рио-де-Жанейро (Бразилия) также внесли свой вклад в это исследование и извлекли выгоду из технологии, которую предлагает MSU.
