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Die Wissenschaftler der University of California in Los Angeles (UCLA) haben eine Lösung entwickelt, die es der Kryoelektronenmikroskopie (Kryo-EM) ermöglicht, hochwertige Bilder von kleineren Proteinmolekülen zu generieren. Die Kryo-EM ist eine Technik, die die atomare Struktur biologischer Moleküle mit hoher Auflösung visualisiert. Bisher war die Kryo-EM nur zum Visualisieren großer Moleküle wirksam, aber dieser neue Fortschritt erweitert ihre Fähigkeiten.
Die Forscher entwickelten eine proteinartige Struktur in Form eines 20-Nanometer-Würfels namens Gerüst, mit trübenähnlichen Auswölbungen, um die kleinen Proteine an Ort und Stelle zu halten. Während der Verarbeitung kann das Gerüst digital aus dem Bild entfernt werden, wodurch nur ein 3D-Bild des analysierten kleinen Proteins generiert wird. Dieser Fortschritt ist für die Untersuchung von klein- bis mittelgroßen Proteinen von großer Bedeutung, da sie bei der Suche nach potenziellen neuen Medikamenten entscheidend sind.
Das Team testete seine Methode, indem es die Kryo-EM verwendete, um die atomare Struktur eines Proteins namens KRAS zu beobachten, das bei ungefähr 25% der menschlichen Krebserkrankungen beteiligt ist. Diese Beobachtung könnte bei der Entwicklung von Medikamenten helfen, die die krebsverursachenden Fähigkeiten von KRAS neutralisieren können, indem sie spezifische Stellen im Protein anvisieren.
Diese Forschung eröffnet Möglichkeiten, die atomare Struktur kleinerer Proteine zu erkunden und Ziele für therapeutische Zwecke zu identifizieren. Die Kryo-EM funktioniert, indem sie einen Elektronenstrahl durch gefrorene Probenmaterialien sendet und Tausende von 2D-Fotografien der Moleküle aus verschiedenen Blickwinkeln erzeugt. Durch die Kombination dieser Fotografien wird ein hochauflösendes 3D-Bild eines einzelnen Moleküls generiert.
Der Artikel, der diese Forschungsdetails enthält, wurde in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.
Quellen:
– Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI: 10.1073/pnas.2305494120