冷冻电子断层扫描 - 细胞生物学 - 原子分辨率下的生命

一个多世纪前，著名数学家约翰·拉东 Johan Radon为断层重建提供了数学框架。多年以后，在1968年，大卫·德罗西尔David DeRosier和阿伦·克卢格Aaron Klug发表了一篇具有里程碑意义的《自然》论文首次通过二维投影重建出三维的噬菌体尾部结构。

这标志着现代电子断层扫描技术的诞生——该技术通过使用电子束照射样品并记录不同角度的投影，揭示物体内部结构。

冷冻电子断层扫描技术

如今，经过几十年的方法发展，包括冷冻技术的进步以获得水合状态下完整的生物分子，并在电子显微镜中实现非破坏性照射条件，冷冻电子断层扫描技术达到了无与伦比的分辨率水平。

Cryo-electron tomography reveals phase-separated protein degradation microcompartment

冷冻电子断层扫描揭示了一个相分离的蛋白质降解微隔室，其中蛋白酶体（红色）聚集在内质网膜上（细胞质核糖体：浅蓝色；膜结合核糖体：深蓝色；Cdc48：黄色；膜：白色；蛋白结构通过亚断层平均获得，并随后映射回细胞断层图像中）。数据由Helmholtz Zentrum München的Benjamin Engel博士提供.

冷冻电子断层扫描弥合了结构生物学方法与现有光学显微技术之间的差距，提供了原生细胞内部的三维图像和快照。

它使我们能够研究蛋白质和其他分子如何协同工作以完成细胞中的主要过程，改变了我们对细胞功能的认知，并带来了其他方法无法提供的新生物学洞见。

得益于技术进步、数字化程度提升以及检测领域的变革性突破，样品制备和自动化，冷冻电子断层扫描发展到今天：即将成为我们成像工具箱中的基础组件，在细胞生物学研究中具有巨大潜力。

探索我们全新精选科学出版物合集，重点介绍冷冻电子断层扫描的应用。冷冻电子断层扫描电子书。

什么是可能的：细胞生物学的新纪元

我一直对冷冻电子断层扫描技术在不同应用领域带来的研究成果感到着迷。

我们已经了解了以前难以可视化的细胞结构，例如位于内质网膜上的降解微区室(2020)；具有复杂结构的大型大分子复合体，如核孔复合体，现在可以在其细胞环境中进行阐释（2020）；以及揭示出的与疾病相关的超微结构变化——最近的例子包括，通过原位断层扫描解析的与帕金森病相关的激酶结构(2020)，或者神经毒性蛋白聚集体阻滞了细胞蛋白降解机制（2018年）。

我们在赛默飞世尔科技的角色是通过持续的技术创新帮助生物学家保持这一势头，并确保他们能够在整个研究过程中充分释放冷冻电镜的深远价值。.

我们的透射电镜（TEM），包括Thermo Scientific Krios G4 冷冻透射电镜（Cryo-TEM）以及Glacios 冷冻透射电镜（Cryo-TEM），实现了比以往更高的通量和自动化水平。同时，冷冻聚焦离子束（Cryo-FIB）技术，包括Thermo Scientific Aquilos 2 冷冻聚焦离子束电镜（Cryo-FIB），已经发展成为用于断层成像样品制备的颠覆性方法，—使生物学家能够通过制备冷冻薄片，真正为观察处于功能状态的细胞环境打开窗口。。

我们也很高兴宣布我们在冷冻电镜领域的最新创新——Thermo Scientific iFLM 相关系统，这是 Aquilos 2 冷冻聚焦离子束电镜的重要组成部分，也是我们首款集成荧光光学显微镜。

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得益于冷冻聚焦离子束切割技术，冷冻电子断层扫描正逐步成为探索原生细胞环境的主要方法。