Ultra-stable, photon-efficient cryogenic super-resolution fluorescence imaging for visualizing vitrified biological samples with molecular-scale resolution
超稳定、光子效率高的低温超分辨率荧光成像,用于以分子级分辨率可视化玻璃化生物样品
基本信息
- 批准号:10707375
- 负责人:
- 金额:$ 22.13万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-09-20 至 2024-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:3-DimensionalAreaBiochemistryBiologicalBiological ProcessBiomedical ResearchCell physiologyCellsCellular biologyCharacteristicsCollectionComplexComplex MixturesCrowdingCryo-electron tomographyCryoelectron MicroscopyDataData SetDetectionDevelopmentDevelopmental BiologyElectron MicroscopyEnvironmentFluorescenceFluorescence MicroscopyGoalsImageImaging TechniquesImmunologyIn SituIndividualInvestigationLigand BindingLightMapsMechanicsMethodsMicrofilamentsMicrotubulesModalityMolecularMolecular AnalysisMolecular ConformationMolecular StructureMolecular TargetMorphologic artifactsNeurosciencesNoiseNuclear PorePhotonsPopulationProcessProteinsReportingResolutionSamplingShapesSignal TransductionSpecificitySpecimenStructureTechniquesTemperatureTimeVisualizationWorkcryogenicscryostatdata acquisitionelectron tomographyfluorescence imagingimage visualizationimaging capabilitiesimaging modalityimaging platforminstrumentinterestlenslight microscopymacromolecular assemblymacromoleculemolecular scalemulticatalytic endopeptidase complexnanometernanometer resolutionparticlepreventprototypesingle moleculestructural biologysuperresolution imagingsuperresolution microscopyultra high resolutionvibration
项目摘要
ABSTRACT
Cryogenic electron microscopy (CryoEM) and cryo-electron tomography (CryoET) are powerful
techniques for visualizing macromolecular assemblies at a near-native state and in their
functional context inside cells; however the undiscriminating/non-specific contrast of such
techniques often complicates identifying regions of interest and specific molecular targets in
high-resolution cryoEM/cryoET datasets. Super-resolution (SR) fluorescence methods have
exquisite molecular specificity, but SR techniques have only achieved limited spatial resolutions
(~20-60 nm FWHM) when imaging vitrified biological samples at cryogenic temperatures. The
proposed project will create new ultra-stable, photon efficient cryogenic SR methods for imaging
vitrified biological specimens with true molecular-scale resolution (<2-3 nm FWHM), closing the
gap towards the (sub-)nanometer resolution of cryoEM/cryoET. The increased spatial resolution
will be leveraged for further development of powerful correlative light-electron microscopy
(CLEM) approaches that will ultimately enable elucidating the structural basis for many critical
macromolecular processes inside cells.
抽象的
低温电子显微镜 (CryoEM) 和冷冻电子断层扫描 (CryoET) 功能强大
在接近天然状态下可视化大分子组装体的技术
细胞内的功能环境;然而,这种不加区别/非特定的对比
技术通常使识别感兴趣区域和特定分子靶标变得复杂
高分辨率 CryoEM/cryoET 数据集。超分辨率 (SR) 荧光方法具有
精细的分子特异性,但 SR 技术仅实现了有限的空间分辨率
(~20-60 nm FWHM) 在低温下对玻璃化生物样品进行成像时。这
拟议项目将创建新的超稳定、光子高效的低温 SR 成像方法
具有真正分子尺度分辨率(<2-3 nm FWHM)的玻璃化生物标本,
与cryoEM/cryoET 的(亚)纳米分辨率之间的差距。空间分辨率提高
将用于进一步开发强大的相关光电子显微镜
(CLEM)方法最终将能够阐明许多关键的结构基础
细胞内的大分子过程。
项目成果
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