看到大家说的这么热烈,对这个领域的一些东西有点了解,补充几句。
cheng的发迹主要得益于最新的camera,DDD,K2系列。cheng属于前几批和这个仪器打
交到的组了,貌似是因为开发这个camera的公司需要UCSF有人帮他们测试这个仪器。
DDD这种camera的精度和敏感性都比现在通常采用的CCD要高了不知道多少楼。通俗来说
,CCD可能需要1-2秒左右的曝光时间才能得到比较好的图像,但是DDD可以一秒内得到
40-50张的图像。Cheng之前在Nature methods上发了一篇文章就是关于用DDD可以提高
质量的文章。之前,在用cryo-EM照相的时候,人们对于电子光束是否会导致物体的
drift是很有争议的。DDD出来以后,cheng和一个MRC的组就发现了,电子光束确实能够
导致drift,他们通过把一定时间内同一区域的照片进行修正,发现能够在很大程度上
提高图像的质量。在DDD出现之前,主要是通过CCD来收集相片,然后从中挑出几万个蛋
白particle进行平均,得到3D,这种方法极其枯燥,也非常耗时。但是DDD出现后,得
出一个3D就只需要几千个particle。英国的MRC有个组也在报道了这个,比如前几期的
elife,他们用3万个particle就重构了ribosome的结构。前几期的science 也发表了用
5000 个particle重构除了translational initiation complexe的3D。
Cheng这两篇nature在于选择了非常好的实验对象。首先这个蛋白在生物系统来说很重
要。其次,膜蛋白的结构对结晶和EM都是很难得。cheng他们做的这个蛋白有个优势在
于没有了detergent,这个蛋白的conformation不会变化。如果在detergent存在的情况
下,EM也是很难能够得到有用的信息。
但是现在cryo-EM的领域所采用的particle 平均法对rigid body的蛋白才有效,如果
蛋白的dynamic非常强,会导致flexible region被average out,并且由于EM对于蛋白
大小有比较大的要求。之前认为100 KD左右的蛋白都是属于小蛋白,小于70kD的蛋白基
本没人碰。所以大家都在做比较大的东西比如病毒和蛋白complex 。最近Nature
chemical biology有篇文章通过一个tomography的方法重构除了一个大小56kD的蛋白,
同时翻了一下这个组其他的文章,提到了用tomography来做protein dynamics。讲到这
里顺便八卦一下,用tomography重构蛋白在上世界70年代左右的时候英国有人提出来过
,由于条件所限,尤其是电脑硬件和软件的问题(那个时候还是洗胶片时代),碰到了
很大的困难。结果他的学生就发明了single particle的方法去平均蛋白,后来到美国
来了,成为EM领域的泰山北斗(名字忘了)。
EM领域门槛很高,对于仪器的好坏要求也很高,所以圈子很小,听很多人说,比较排外
。