FSU生物学家获得500万美元的NIH拨款用于建立冷冻电子显微镜中心

虽然像X射线这样的技术使我们能够创建人体内部的图像，但分子水平的成像要复杂得多。低温电子显微镜(cryo-EM)使科学家能够以接近原子级的分辨率在三个维度上重建蛋白质复合物，如病毒和抗体。这些重建——让科学家能够确定蛋白质中单个原子的位置——可以用来了解疾病的基础并设计治疗方法来对抗它们。

自该领域早期以来，佛罗里达州立大学一直是这项专业研究的关键参与者，该大学现在将通过建设一个新的低温电磁研究中心来增强校园和整个东南部的可用能力。

FSU 生物科学系的研究人员从国立卫生研究院获得了超过 500 万美元的资金，这些资金将与额外的大学资金一起用于在佛罗里达州建造东南大分子机器显微镜中心或 SECM 4大学。

生物科学教授 Scott Stagg 和 Kenneth Taylor 将领导服务中心，为该地区几所大学的研究人员提供远程和现场冷冻电镜样品制备、成像、培训等服务，使许多人可以使用昂贵的冷冻电镜仪器更多的科学家，否则他们将无法使用这些设备。

冷冻电镜技术成本高昂，但它们可以产生高回报：FSU 的教职员工和学生使用冷冻电镜进行直接影响人类生活的研究。生物科学副教授殷倩、朱凡秀教授和博士后研究员 Debipreeta Bhowmik 最近在国家科学院院刊上发表了他们的研究，揭示了一些致癌病毒用来避免人类免疫系统反应的方法。与 Taylor 一起工作的博士后研究员 Hamidreza Rahmani 使用冷冻电镜技术深入了解人类心脏和影响心脏如何将血液泵入身体的疾病。Taylor 和 Rahmani 的研究去年发表在 PNAS 上。

“随着该领域的不断扩大，可访问性是冷冻 EM 研究进展的最大瓶颈之一，”Stagg 说，他也是 FSU 生物科学成像资源设施的主任，该设施支持其他类型的显微镜工作。“该国还有另外三个已建立的中心提供一些数据收集服务，但我们正在准备、筛选和优化样本以确保它们在创建图像方面的可行性。研究人员还将带来自己的样本，接受培训并将技术带回自己的实验室。”

传统的光学显微镜的工作原理是通过一系列透镜弯曲光线，以创建人眼无法看到的放大图像。光的波长必须与被成像样品的大小相似，因此传统的光学显微镜只能成像可见光谱上的东西——人眼可以看到的东西。对原子和蛋白质进行成像需要研究人员转向电子显微镜，它使用电磁体而不是透镜，并采用加速电子束作为照明源，以便在原子水平上对结构进行成像。

疾病通常是由蛋白质突变引起的，了解这些蛋白质的结构是确定疾病存在原因的第一步。通过比较突变和未突变的蛋白质复合物，研究人员可以确定结构中的什么导致了这种疾病。

“有了这项新拨款和新兴中心，FSU 巩固了其作为东南部冷冻电子显微镜首要枢纽的地位，”艺术与科学学院院长 Sam Huckaba 说。“我很高兴看到我们的同事们不知疲倦地为扩大冷冻电镜而取得了巨大成功。Ken Taylor 多年前创办了我们并将这项技术带到了 FSU，而 Scott Stagg 正在做着出色的工作，以加强我们在 FSU 拥有的世界级技术基础设施，继续吸引来自世界各地的研究人员国家和全球。”

其他 FSU 设施的技术，例如分子生物物理研究所的蛋白质表达和物理生物化学套件、生物科学系的分子克隆和测序设施以及物理生物化学设施，将与新中心一起使用以确保使用 SECM 4的研究人员获得最高质量的样品制备和分析。