犹他大学是世界上仅有的五所获得2美元奖励的大学之一.拨款500万英镑购买最先进的冷冻电子显微镜, 贝克曼基金会今天宣布. 显微镜, 它将能够在原子尺度上可视化蛋白质和DNA的结构, 会被安装在克罗克科学中心吗, 目前正在总统环岛建设中. 显微镜的分辨率足够精确，可以看到DNA的双螺旋结构和阶梯结构等细节, 说 生物化学教授韦斯利·桑德奎斯特.
“生物化学和分子生物学发生在原子尺度上, 酶在原子尺度上起作用, 药物在原子尺度上结合，所以这是理解生物过程如何运作的关键信息,桑德奎斯特说.
在大发娱乐身体的细胞中，充满活力的世界很大程度上仍然是谜，因为它们太小了. 虽然细胞的大部分结构只有几十亿分之一米大小, 这些机器是必不可少的. 例如, 蛋白质一起工作，构成了大发娱乐身体的纤维, 保护大发娱乐免受外来入侵者的侵袭, 塑造大发娱乐一生的DNA蓝图.
但正如人们所说，一张图片胜过千言万语. 用专门的显微镜, 科学家们可以亲眼看到这些微型机器, 直接记录它们的外观和工作原理.
冷冻电镜前, 研究人员希望分辨出蛋白质的原子结构, 分子, 药物或DNA依赖于x射线晶体学, 这是一种劳动密集型的过程，需要培养蛋白质或分子的纯样品晶体.
在低温电子显微镜, 样品不染色, 处理过的或封闭的, 就像在传统显微镜或x射线晶体学中一样. 相反，它们会立即冻结. 此外，样品不需要像x射线晶体学中那样纯净. 这种显微镜拍摄一个分子或蛋白质的许多二维图像，然后通过计算组合成三维图像. 这种新仪器将比美国目前的冷冻电镜装置更强大、更精确, 它就在阿琳·威尔莫特·斯卡格斯生物大楼里.
新仪器是FEI泰坦克罗斯, 并计划于2017年11月开始安装, 在克罗克科学中心建成后不久. 由于仪器必须在现场组装，安装需要两到三个月的时间.
显微镜极高的灵敏度决定了它最终要使用的房间的设计. “大发娱乐需要仪器具有稳定的电子设备和工作温度，并保持样品非常静止. 该仪器的部件在这些方面做得很好,大卫·贝尔纳普说, 电子显微镜核心实验室主任.
房间里的温度将被控制在每天不超过0度的波动之内.摄氏8度(1.4华氏度)，贝尔纳普说. 通风系统的设计是为了避免吹到显微镜上, 因为微风会干扰它. 在显微镜操作时，即使在房间里说话也会产生不良的空气运动和振动, 因此，操作人员将在一个单独的房间里控制显微镜.
进一步, 把乐器室和这栋楼里的其他振动隔离开来, 显微镜将放置在一个特别设计的混凝土底板垫上.
冷冻电镜仪器将是犹他州最精确的显微镜. 其他大学的研究人员已经表示有兴趣在显微镜上安排时间. 与同行机构相比, Sundquist说, “它让大发娱乐赶上了太平洋大学12年级和世界各地其他领先研究机构的最好成绩."
“蛋白质在细胞中形成复合物，执行生命所必需的功能,贝尔纳普说. “如果大发娱乐需要能量，蛋白质会催化化学反应. 如果大发娱乐需要复制DNA，蛋白质会起到催化作用. 新的仪器将使大发娱乐能够在以前不可能的细节水平上研究这些结构."
来自整个校园的研究人员一起完成了拨款申请. 下面是来自U研究人员的三个例子，他们的研究类型是低温电镜显微镜使之成为可能.
揭开“沉默杀手”的面纱
用旋转和花饰装饰, 一种名为PKD2的蛋白质的节日形象淡化了创造它的严肃原因. cryo - em制作的图像揭示了精确混乱蛋白中的特定错误是如何引发多囊肾病的, 最常见的遗传性肾脏疾病. 被称为“沉默杀手”, 患有这种疾病的患者通常直到成年后才知道自己患有这种疾病. 一旦他们知道了，就无能为力了. 基于近原子分辨率的描述, 犹他大学的科学家们确定了大多数致病突变如此可怕的原因. 发表于期刊 细胞, 他们推测，这些错误会导致蛋白质分解，停止发挥作用. 在新信息的大发娱乐下, 他们现在正在寻找阻断PKD2的药物. 他们还在继续利用冷冻电子显微镜的力量来揭开多囊肾病的第二个原因, PKD1. 图片来源：Erhu Cao， Peter Shen.
细胞服务：靶向治疗的微输送系统
就像微型月球着陆器, 足球形状的“纳米笼”被设计成可以从细胞中出现, 太空旅行, 与另一组细胞对接, 清空它们的内容. 这一微型旅程被冷冻电镜成像记录下来，并发表在顶级期刊上 自然 去年. 犹他大学（University of Utah）和华盛顿大学（华盛顿大学）的科学家已经开发出DNA蓝图，指导人类细胞组装这种微输送系统, 灵感来自病毒传播感染的方式. 虽然行进的距离是微小的，但其影响可能是重大的. 研究人员正在使用低温电镜技术来评估潜在的应用, 包括将药物和疗法输送到体内的特定部位. 图片来源：David Belnap， Jorg Votteler.
被抓在手里
当科学家们目睹了一个超乎想象的分子壮举时，他们几乎不敢相信自己的眼睛, 这一成就是由低温电子显微镜实现的. 教科书科学告诉大发娱乐，DNA阐明了制造蛋白质的指令, 在大发娱乐身体细胞中完成大部分工作的微型机器. 犹他大学的多学科团队, 华盛顿大学, 和加州大学, 旧金山看到的是蛋白质制造蛋白质, 独立于DNA蓝图之外. 想象一条汽车装配线，不用使用说明书就能生产汽车. 这种随意制造的汽车根本行不通. 但在无指令蛋白质的情况下, 奇怪的产品可能有特定的用途, 科学家们发表在杂志上 科学. 这可能是质量控制机制的一部分，当装配线不能正常工作时发出信号. 科学家们目前正在调查质量控制缺陷是否至少是导致阿尔茨海默氏症等神经退行性疾病的部分原因, 肌萎缩侧索硬化（ALS）, 和亨廷顿氏舞蹈症. 图片来源：Janet Iwasa.
