Криоэлектронная микроскопия — метод, позволяющий определять структуру белков. Альтернатива этому — выращивание монокристалла биомолекул, что является очень сложной процедурой, занимающей много времени.
Технология заключается в следующем. Сначала раствор белка замораживают, создавая очень тонкий слой толщиной около 100 нанометров, чтобы молекулы белка не закрывали друг друга при взгляде сверху. Потом с помощью электронного микроскопа ученые получают тысячи фотографий белка с разных сторон. На последнем этапе эти изображения с помощью компьютера объединяют в единый трехмерный объект, с помощью которого можно определить структуру белка, чрезвычайно важную для разработки новых лекарств или хотя бы для понимания того, как работают наши клетки.
Криоэлектронное изображение белков, увеличенное в 50 тыс. раз
Следует отметить, что криоэлектронная микроскопия, которую отметили Нобелем только сейчас, в прошлом уже не раз помогала ученым получить премию.
В 2009 году за исследования структуры и функции рибосомы, которая считывает информацию с ДНК и синтезирует белки, Нобелевскую премию по химии получили биологи из Великобритании, США и Израиля. А в 2013 году американские ученые получили Нобеля по физиологии и медицине за открытия, касающиеся механизмов «везикулярной транспортировки» внутри клеток и между ними (исследователи увидели, из каких частей состоит клетка, а также открыли механизм взаимодействия этих частей, что и назвали везикулярной транспортировкой).
Методом криоэлектронной микроскопии, в частности, была установлена структура поверхности вируса Зико, а также некоторых белков, модели которых приведены ниже.
Атомарные структуры: a) белковый комплекс, который управляет циркадными ритмами (циклическими колебаниями интенсивности различных биологических процессов, связанных со сменой дня и ночи); b) белок-сенсор, благодаря которому наши уши слышат; c) вирус Зика. Иллюстрация с твиттер-аккаунта Нобелевского комитета
Метод криоэлектронной микроскопии привел биохимию в новую эру. Это открытие имеет решающее значение для базового понимания химии жизни и рано или поздно позволит вывести мировую фармацевтику на новый уровень.
