主题:【分享】X射线拍下我们更清楚病毒的模样

浏览0 回复11 电梯直达
〓疯子哥〓
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放大了其实并不可怕


疱疹病毒的3维立体高清图


疱疹病毒的结构




美国探索频道报道,X射线除了诊断骨折情况之外,如今还可以让科学家拍摄病毒的特写镜头,而且这种病毒图像没有一点污染。这一成果将很快会帮助医生开发出新型抗病毒药。
通过把强大的X射线集中照射一个疱疹病毒,在没有任何染色的情况下,美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的科学家拍摄了病毒的首张高清图像。此技术就是所谓的X射线衍射显微镜,可以促进开发治疗不同疾病的新型药物。与此类似的一种技术是X射线结晶法,此技术已经应用多年,用于测定许多重要蛋白质的结构,包括DNA的双螺旋结构。负责此项研究的美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的约翰·米欧说:“这是非常重要的技术,许多诺贝尔奖都是因此技术而获得的。”`
  X射线结晶法的不足之处是只能应用于晶体,而DNA和一些蛋白质经过足够的重复可以成为晶体,但其它蛋白质,特别是细胞膜中发现的蛋白质就不能形成晶体,因为它们不够柔软和多变,当然整个细胞也不能晶体化。米欧说:“像人类的细胞,没有二个人的细胞是严格相同的。”米欧和他的同事通过利用世界上最强大的X射线机打破了这种局限。此X射线机位于日本的SPring-8同步加速器中。
 科学家之所以选择疱疹病毒是因为它的相对直径为100-200纳米,而且它还具有重大的医学价值。其操作过程是:他们将此病毒放入此同步加速器中,之后用X射线对准此样本进行照射。而对面的相机能探测到另一边释放光线的稍微变化,再通过电脑软件来将X射线拍下的图片拼凑在一起,形成疱疹病毒的整体图像。米欧小组就这样制造了首张无染色的单个病毒的图像,这比其它技术获得的图像小3个数量级。其它细胞和病毒的图像是通过染色和切片获得的,之后再将图片拼凑在一起,形成了整体图像,但此过程严重破坏了重要的生命信息
  新技术可以拍下22纳米大的东西,而且科学家还表示德国斯坦福大学正在开发更加强大的X射线机,将可以拍下更小的蛋白质和细胞的更加清晰的图像。这些图像将是药物研发人员的福音,米欧表示。“从一种蛋白质的结构可以了解其功能,之后我们开发新药就能使此蛋白质失去其功能。”
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大陆
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amazing!
与普通的晶体衍射分析不同,X射线散射信息的挖掘和应用需要非常深厚的功底。
解蛋白质结构更是并非一朝一夕的事情,我们应该看到照片的背后是一次次艰辛的试错。
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Last edit by handsomeland
feixiong5134
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原文由 handsomeland 发表:
amazing!
与普通的晶体衍射分析不同,X射线散射信息的挖掘和应用需要非常深厚的功底。
解蛋白质结构更是并非一朝一夕的事情,我们应该看到照片的背后是一次次艰辛的试错。


大陆兄
这个是怎么弄的
昨天疯子哥上传上来
我就纳闷
XRD现在能干了这个吗?
您给大家讲讲
好吗?
大陆
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原文由 feixiong5134 发表:
XRD现在能干了这个吗?
您给大家讲讲
好吗?

很惭愧,我只是涉猎过,但对大分子的研究没有一点实战经验,完全一知半解,纸上谈兵。隐约觉得这方面的应用需要同时对仪器和理论有扎实的功底,对仪器特性不熟或计算图像不熟悉都难以成功。我也希望做这方面的专家能给大家讲讲。
对有兴趣了解更多的朋友,我乐意提供几篇这个领域的参考文献,第一篇是XRD结合模型计算解小尺度非周期结构的代表作,另一篇TEM结合计算解单个大分子结构。

Ab initio determination of solid-state nanostructure---nature04556.pdf
Backbone structure of the infectious e15 virus capsid revealed by electron cryomicroscopy---nature06665.pdf
大陆
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原文由 madprodigy 发表:
在没有任何染色的情况下,美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的科学家拍摄了病毒的首张高清图像。此技术就是所谓的X射线衍射显微镜,可以促进开发治疗不同疾病的新型药物。

提醒一下,有些新闻用词有误导公众的倾向,比如这里“拍摄了病毒的首张高清图像。此技术就是所谓的X射线衍射显微镜.”,让公众认为随意一个单个未知病毒就能一下子“放大”后“看”到其结构,实际上目前的技术“看到”一个病毒结构谈何容易! 耗费专家的时间也决不会是以分钟为单位。
  单个病毒解结构的做法也实在是无奈之举,其可信程度比不上结晶后的衍射法得到的结果。相信有人如果拿个可以容易结晶的大分子用衍射和散射方法pk一下的工作将是非常有意义的。
该帖子作者被版主 feixiong51348积分, 2经验,加分理由:谢谢大陆兄的讲解,这东西解析太困难了,呵呵
feifeipuma
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atlas
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电脑模拟像效果不错,但真实的面貌就无法判断了.

一种可对微米级晶体颗粒进行三维成像的X射线显微镜已由美国科学家研制成功。它作为一种新的工具,有望应用于冶金、半导体和生物等研究领域。
  美国伊利诺伊大学厄巴纳-尚佩恩分校的鲁滨逊教授近日在美国物理学会春季年会上介绍说,他与合作者们研制出的新型X射线显微镜主要通过连续X射线衍射来成像,能够透过材料的表面,对位于固体或液体内部的晶体颗粒细节进行分析。
  该显微镜没有物镜,但可以利用计算机将观测物体的二维X射线衍射图案进行数学变换处理,形成高分辨率的三维图像。衍射图案由显微镜上的一个电荷耦合探测器负责收集,并转换成计算机可以读取的信号。新型X射线显微镜采用的计算机算法,与目前用于医疗成像分析的计算机辅助X射线断层照相技术有些类似。
  鲁滨逊教授认为,这种新工具将对研究蛋白质晶体生长具有重要意义。它可以帮助结构生物学家获得有关蛋白质晶体形成早期的信息,从而加深对蛋白质晶体生长机制的理解。
该帖子作者被版主 feixiong51342积分, 2经验,加分理由:谢谢分享
郁闷的巴乔
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面对面想你
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原来病毒也很漂亮,不过还是不要的好,现在仪器用途太广泛啦!
麦 兜
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haloyu
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