Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Bioengineering

Yerinde Sıvıda Biyolojik Montajlar TEM

Published: December 30, 2013 doi: 10.3791/50936
* These authors contributed equally

Summary

Burada, viral kompleksleri bir iletim elektron mikroskobu kullanarak nanometre çözünürlüğünde sıvı olarak görüntüleme prosedürünü açıklıyoruz.

Abstract

Araştırmacılar, biyolojik varlıkları incelemek ve yeni malzemeleri değerlendirmek için düzenli olarak İletim Elektron Mikroskoplarını (TEM' ler) kullanırlar. Burada, bu aletler için ek bir uygulama açıklıyoruz - viral montajları sıvı bir ortamda görüntülemek. Biyolojik yapıları görselleştirmenin bu heyecan verici ve yeni yöntemi, yakın zamanda geliştirilen mikroakışkan bazlı bir numune tutucuyu kullanır. Video makalemiz, bir TEM içindeki sıvı örnekleri görüntülemek için bir mikroakışkan tutucunun nasıl birleştirılacağını ve kullanılacağını göstermektedir. Özellikle simian rotavirüs çift katmanlı partikülleri (DLP' ler) model sistemimiz olarak kullanıyoruz. Ayrıca, sıvı odasının yüzeyini GÖRÜNTÜLEME penceresine DLP'leri bağlayan benzeşim biyofilmleri ile kaplama adımlarını da açıklıyoruz. Bu, montajları 3D yapı belirlemeye uygun bir şekilde görüntü oluşturmamızı sağlar. Böylece, doğal bir sıvı ortamda subviral parçacıkların ilk bakışını sunuyoruz.

Introduction

Biyologların ve mühendislerin ortak amacı moleküler makinelerin iç işleyişini anlamaktır. İletim Elektron Mikroskopları (TEM'ler), bu karmaşık ayrıntıları atoma yakın çözünürlük1-2'degörselleştirmek için ideal araçlardır. Bir TEM'in yüksek vakum sistemini sürdürmek için, biyolojik numuneler tipik olarak vitreus buz 3 ,şekerler4,ağır metal tuzları5veya6'nınbir kombinasyonunun ince filmlerine gömülür. Sonuç olarak, gömülü örneklerin görüntüleri dinamik süreçlerin yalnızca sınırlı anlık görüntülerini ortaya çıkabilir.

Çevresel sıvı odalarında nemlendirilmiş biyolojik örneklerin korunması için erken girişimler Parsons ve meslektaşları tarafından diferansiyel pompalama aşamaları kullanılarak gerçekleştirilendir. Lekesiz katalaz kristallerinin elektron kırınım desenleri, hidratlı bir durumda 3 şçözünürlüğe başarıyla kaydedildi7-8. Ek olarak, faza ayrılmış lipit alanları insan eritrositlerinin hidratlı zarlarında incelenebilir9-10. Bununla birlikte, sıvının yayılmasından ve elektron ışınlarına müdahalesinden kaynaklanan hareket, ciddi çözünürlük kaybına neden oldu ve yakın zamana kadar biyolojik örnekler kullanılarak daha fazla deney yapılmaya çalışılamamıştır.

Mikro ölçekli bir çevre odası oluşturmak için yarı iletken mikroçipleri kullanan yeni geliştirilen mikroakışkan numune tutucular tanıtıldı. Bu cihazlar, numuneleri bir TEM sütunu11-12'yeyerleştirilmişken sıvı halde muhafaza edebilir. TEM görüntülemedeki bu teknik atılım, araştırmacıların ilk kez moleküler düzeydeki ilerici olayları görüntülemelerini sağladı13. Deneyler artık EM sütunu14-15içinde gerçekleştirilebildiği için bu yeni modaliteyi"yerinde moleküler mikroskopi" olarak adlandırıyoruz. Bu yöntemin genel amacı, nanometre çözünürlüğünde dinamik davranışlarını gözlemlemek için biyolojik montajları sıvı içinde görüntülemektedir. Geliştirilen tekniğin arkasındaki mantık, gerçek zamanlı gözlemleri kaydetmek ve biyolojik makinelerin yeni özelliklerini çözümde incelemektir. Bu metodoloji, hücresel ve moleküler biyolojide daha geniş amaçlar için TEM kullanımını genişletir12-16.

Mevcut video makalesinde, piyasada bulunan bir mikroakışkan numune tutucuyu birleştirmek ve kullanmak için kapsamlı bir protokol sunuyoruz. Bu özel tutucular, dakika hacimlerini içeren bir sıvı odası oluşturmak için entegre aralayıcılarla üretilen silikon nitrür mikroçiplerini kullanır. İnce, şeffaf pencereler görüntüleme amacıyla mikroçiplere kazınır12. Bir TEM kullanarak sıvıdaki simian rotavirüs çift katmanlı partikülleri (DLL'ler) incelemek için mikroakışkan tutucunun doğru kullanımını gösteriyoruz. DLP'ler gibi biyolojik montajların görüntüleme sırasında büyük mesafelerde hızla yayılmasına izin vermek için, onları mikroakışkan odanın yüzeyine bağlamak için Benzeşim Yakalama yaklaşımını16. Bu moleküler yakalama adımı, biyolojik örneklerin sıvı içinde görüntülenmesi için alternatif tekniklere göre büyük bir avantaja sahiptir, çünkü aşağı akış işleme rutinleri için kullanılacak görüntülerin elde edilmesine izin verir. Mikroakışkan görüntüleme ile birlikte kullanılan bu yakalama adımı prosedürlerimize özgüdür17. TEM veya mikroakışkan görüntüleme odalarını kullanarak yapısal biyoloji uygulamaları kullanan okuyucular, moleküler düzeyde dinamik gözlemler nihai hedef olduğunda benzeşim yakalama tekniklerinin kullanımını düşünebilirler.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Benzeşim Yakalama Cihazları Hazırlayın16

  1. Silikon nitrür E-çiplerini 2 dakika boyunca 15 ml aseton ve ardından 2 dakika boyunca 15 ml metanol(Şekil 1A)inkübe ederek temizleyin. Talaşların laminer hava akışı altında kurumasına izin verin.
  2. Kurutulmuş talaşları 150 °C'de 1,5 saat boyunca ısıtılmış bir karıştırma plakasında (karıştırmadan) kuluçkaya bırakın, ardından kullanmadan önce oda sıcaklığına soğumalarını bekleyin.
  3. %25 kloroform içermek için küçük cam tüplerde lipit karışımları oluşturmak için Hamilton şırınnalarını kullanın, Kloroformda %55 DLPC (1,2-dilauroyl-fosfokolin) ve toplam 40 μl hacim için kloroformda (1 mg/ml) %20 Ni-NTA lipid (1,2-dioleoyl-iminodiacetic acid-succinyl-nikel tuzu).
  4. Nemli bir Petri kabındaki bir Parafilm parçasına her 15 μl Milli-Q su damlasına karışımın 1 μl'lik bir aliquotunu uygulayın (Şekil 1B). Örnekleri en az 60 dakika boyunca buz üzerinde kuluçkaya yatır.

2. Makromolekülleri Yakalayın17

  1. Monolayer örneğinin üzerine 150 nm entegre ara parça içeren bir E-çip yerleştirin ve 1 dakika kuluçkayayatırın (Şekil 1C).
  2. Çipi numuneden yavaşça kaldırın ve oda sıcaklığında 1 dakika boyunca 3 μl'lik bir Protein A. Incubate ekleyin (Şekil 1D).
  3. Whatman #1 filtre kağıdını kullanarak fazla damlayı blot ve hemen 3 μl aliquot antikor çözeltisi ekleyin. Oda sıcaklığında 1 dakika kuluçkaya yatır.
  4. Bir Hamilton şırıngı kullanarak fazla çözeltiyi çıkarın ve hemen 50 mM HEPES (pH 7.5), 150 mM NaCl, 10 mM MgCl 2 ve 10 mM CaCl2içeren tampon çözeltiye 1 μl'lik bir rotavirüs DLPs (0.1 mg /ml) ekleyin. Oda sıcaklığında en az 2 dakika kuluçkaya yatır. DLL'lerin hazırlanması daha önce açıklanmıştır18.

3. Mikroakışkan Hazneyi Monte Edin ve Yerinde Numune Tutucuyu Yükleyin

  1. Viral örneği içeren ıslak E-çipi mikroakışkan numune tutucunun ucuna yükleyin. 1 dakika boyunca ikinci bir düz E-çipi kızdırma deşarjı, daha sonra ara parça yongasının üzerine yüklenir(Şekil 2, paneller 1-5).
  2. Alternatif olarak, biyolojik makromoleküllerin kontrastını artırmak için, ıslak numuneye ikinci E çipi yerleştirmeden önce ıslak örneklere ağır metal lekesi(örneğin% 0,2 uranil format) eklenebilir. Bununla birlikte, numuneyi içeren E-çipin kontrast reaktifini eklemeden önce Milli-Q suyu ile yıkanması gerekecektir.
  3. 3 pirinç vida ile tutucu içinde mekanik olarak tutulan kapalı bir muhafaza oluşturmak için tüm montajı bir araya getirin(Şekil 2, paneller 6-8).
  4. Montajdan sonra, tutucuyu TEM içine yerleştirmeden önce turbo pompalı kuru pompa istasyonu kullanılarak tutucunun ucu10 -6 Torr'a pompalanır.

4. İletim Elektron Mikroskobu Kullanarak Sıvıda Görüntüleme

  1. Yerinde numune tutucuyu LaB6 filamenti ile donatılmış ve 120 kV'da çalışan bir İletim Elektron Mikroskobuna (FEI Company) yükleyin.
  2. TEM filamentini açın ve numuneyi sütunda -15° ila +15° ileri geri eğmek için yalpalama işlevini kullanarak mikroskop aşamasının ösantrik yüksekliğini numuneye göre ayarlayın. Bu prosedür, sıvı haznesinin uygun kalınlığını hesaba katmaya yardımcı olmak için z yönünde aşamayı ayarlar. Bu adım ayrıca görüntüleri kaydederken doğru bir büyütmenin kullanılmasını sağlar.
  3. Önce mikroakışkan odanın kenarları boyunca ve köşe bölgelerinde görüntüleri kaydedin. Bu alanlar genellikle en ince çözümü içerir. CCD kamera kullanarak düşük doz koşullarında (1-3 elektron/ş2)örneklerin görüntülerini kaydedin. 6.000X - 30.000X nominal büyütme kullanın.
  4. Akışkan odanın kenarına odaklanarak uygun defokus değerini belirleyin. Görüntüleri 30.000X büyütmede kaydetmek için -1,5 μm değerini kullanın. Kalın çözelti ile karşılaşılırsa veya numune hazırlanmasında kontrast maddesi kullanılmazsa, -2 ila -4 μm aralığında daha yüksek defokus değerleri kullanın.
  5. Deneyler boyunca çözeltinin mikroakışkan haznede bulunduğundan emin olmak için, kabarcıklar cihaz içindeki sıvıda oluşana kadar elektron ışınını odaklayın.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Parlama deşarjı yapılan E-çipler kullanılarak sıvıdaki DLL'lerin temsili görüntüleri (Şekil 3A), benzeşim yakalama cihazlarında zenginleştirilmiş DLL'lere kıyasla, muhtemelen difüzyon nedeniyle belirli bir görüntüleme alanında daha az DLL göstermektedir (Şekil 3B). Görüntüleme odasına uranil format eklenmesi, numunenin kontrastını ve dolayısıyla çözeltideki bireysel DLL'lerin görünürlüğünü arttırır(Şekil 3C, üst panel). Daha iyi kontrast, daha önce açıklandığı gibi parçacık ortalaması(Şekil 3C, alt panel) ve 3D rekonstrüksiyon rutinleri(Şekil 3C, inset) gibi aşağı akış görüntü işlemeye izin verir17. Kısaca, 3D rekonstrüksiyon için SPIDER yazılım paketini kullanarak 600 DLP parçacığı seçtik19. Seçilen parçacıklar, rotavirüs DLP20'nin 80 Å çözünürlüğe filtrelenmiş ilk modeline karşı rafine edildi. RELION yazılım paketi21'i yaklaşık 25 şçözünürlükte 3D yeniden yapılandırmayı hesaplamak için kullandık. 3D haritamız ilk modelle ve aynı parametreler ve DLP örneği17kullanılarak hesaplanan bağımsız bir kriyo-EM rekonstrüksiyonu ile iyi bir şekilde.

Figure 1
Şekil 1. Sıvı görüntüleme için silikon nitrür mikroçipleri hazırlanıyor. A)Silikon nitrür mikroçipleri, üretim sürecinde kullanılan artık fotoresisti çıkarmak için asetonda 2 dk, metanolde 2 dk batırılarak temizlenir. B)Lipid monolayer örnekleri nemli petri kabında Parafilm eklenen Milli-Q su damlaları üzerinde hazırlanır17. C) Temizlenen mikroçipler monolayerlerin üzerine yerleştirilir ve 1 dakikalık bir kuluçka adımından sonra çıkarılır. D) Moleküler adaptörler(yani çözeltideki protein A ve antikorlar) doğrudan monolayer kaplı talaşlara eklenir ve DLP'ler eklenmeden önce fazla çözelti çıkarılır. Islak numune çipi daha sonra mikroakışkan tutucuya yüklenir.

Figure 2
Şekil 2. Mikroakışkan bir numune tutucunun sıvı odasının montajı. Numune haznesinin ucu, boş ulada O-ring bağlantı parçaları eklenerek monte edilir (adım 1-2). Entegre ara parçalar içeren ıslak numune çipi, tutucunun ucundaki işlenmiş bağlantı parçalarına hafifçe yerleştirilir (adım 3-4). Numune çipinin üzerine kızdırma deşarjı olan düz bir çip yerleştirilir (adım 5). Montaj daha sonra 3 pirinç vida(adım 7-8)ile yerinde tutulan metal bir yüz plakası (adım 6) ile kaplanır.

Figure 3
Şekil 3. Sıvıdaki DLL'ler için temsili sonuçlar. A) Işıma ile boşaltılan mikroçipler, benzeşimle süslenmiş mikroçiplere(B)kıyasla çözeltide çok az DLP bağlar. Ölçek çubukları, 2 μm. C) Kontrast reaktif içeren sıvıdaki DLP'lerin temsili görüntüsü (üst panel) ve 3D rekonstrüksiyonu (inset). Ölçek çubuğu, 150 nm. Rekonstrüksiyonun çapı 80 nm'dir. Sıvı (alt panel) DLP'lerin sınıf ortalamaları, dış yüzeyleri boyunca güzel tanımlanmış özellikleri ortaya çıkarır. Bireysel paneller 110 nm'dir.

Figure 4
Şekil 4. TEM'deki sıvı numunelerde kabarcık oluşumu için temsili sonuçlar. Elektron ışınının yaklaşık 2 dakika (A) ve 5 dk (B) boyunca 5 elektron / ş2'de sürekli maruz kalması üzerine sıvı örneklerde oluşan kabarcıkların görüntüleri. Ölçek çubuğu 100 nm'dir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Sunduğumuz çalışmada, rotavirüs DLP'lerini mikroakışkan bir platforma bağlamaya yönelik benzeşim yakalama yaklaşımını çalıştık. Bu, sıvı bir mikroçevrinde makromoleküler komplekslerin yerinde görüntülenmesini sağladı. Yakalama yaklaşımı, diğer mikroakışkan görüntüleme teknikleri açısından önemlidir, çünkü görüntüleri sıvı olarak kaydederken ortaya çıkan büyük difüzif sorunları reddetmek için biyolojik örnekleri görüntüleme penceresine lokalize eder. Bununla birlikte, protokolümüzdeki en kritik adımlardan biri lipid biyofilminin mikroçip yüzeyine aktarılmasını içerir. Lipid monolayer ızgaraya eşit olarak yayılamazsa, bu kusurlu bir deneyle sonuçlanır. Kötü bir transfer adımının bir göstergesi, çok az veya hiç viral montajın akışkan çipe bağlı olmayacağıdır. Transfer adımındaki bir sınırlama, lipit tabakasının akışkanlığı ile ilgili olarak termal stabilitedir. Transfer adımı yetersizse, düşüşün düzensiz yayılmasıyla değerlendirildiği gibi, lipit katmanları buz üzerinde daha uzun süre veya titreşimsiz soğuk bir odada kuluçkalanmalıdır. Ayrıca, Petri kabı uygun nemi korumak için Parafilm ile yeterince kapatılmalıdır.

Mikroçip örneklerindeki fazla miktarda viral kompleks veya adaptör proteini parçacıkların aşırı kümelenmesine yol açabilir. Bu, protokolde kolayca yönetilebilen bir sınırlamadır. Kümelenme etkisini en aza indirmek için protein faktörleri daha kısa bir süre kuluçkaya yatırılabilir veya virüs örneği daha da seyreltilmelidir. Spesifik olmayan proteinlerin fazlalığı tespit edilirse, tampon çözeltiye taze hazırlanmış imidazol (yaklaşık 50 mM) dahil edilmesi arka planı azaltabilir. Taze iimidazol kullanımı protokolde çok önemlibir adımdır. Aynı şekilde, cipsleri saflaştırılmış proteinlerle aşırı yüklemeyin, çünkü bu spesifik bir bağlama sağlamaz ve kusurlu bir deneye neden olur. Görüntüler fazla miktarda arka plan proteini içerecektir ve aşağı akış işleme rutinleri için uygun olmayacaktır. Saflaştırılmış proteinler için en uygun konsantrasyon aralığı kabaca 0.01-0.1 mg/ml'dir. Bununla birlikte, bu aralık beklenen parçacık seviyesini sağlamazsa, numunenin konsantrasyonu optimal bir seviyeye ulaşılana kadar artırılmalıdır. Antikorlar gibi moleküler adaptörlerden yoksun negatif kontrol örnekleri ile ilgili olarak viral parçacıkların zenginleştirilmesi gerçekleşmelidir. Negatif kontrolünüzde az miktarda spesifik olmayan bağlama nadiren oluşabilir, ancak benzeşimle dekore edilmiş mikroçipler her zaman viral parçacıkları zenginleştirmeye hizmet etmelidir. Rotavirüs durumunda, şu anda Ni-NTA dekore edilmiş yüzeylere viral kompleksleri doğrudan yakalamanın bir yolu olarak O'nun etiketlerini kapsid proteinlerine sokacak ters genetik bir sistem yoktur. Bununla birlikte, etiketli ribozomları, bakteriyel lizatlardan sıvı görüntüleme deneyleri için Ni-NTA dekore edilmiş E-çiplere başarıyla işe alınmıştır16. Böylece, bu noktada sınırlı da olsa, bir TEM sütunundayken sıvı hücrelerde yerel biyolojik etkileşimlerin gerçekleşmesi için kanıt sağlamak.

Yerinde görüntüleme için deterjan, gliserol ve yüksek düzeyde sakkaroz kullanımından kaçınılmalıdır. Bu reaktiflerin kullanımı, EM görüntülerinde parçacıklarda aşırı kabarcıklanma ve sessiz özellikler içeren yapılar oluşturacak ve bu da düşük kaliteli görüntülere neden olacaktır. Bu reaktifler virüs preparatlarında kullanılırsa, numune bu bileşenlerden yoksun tampon çözeltisine çaprazlanabilir. Benzeşim Yakalama cihazları kısa bir süre için bir dereceye kadar deterjanlara dayanabilir, ancak bunun duruma göre belirlenmesi gerekir. Lütfen daha önce açıklanan uyumlu reaktifler listesine bakın22.

Aşağı akış görüntü işleme rutinlerini etkinleştirmek için, mikroakışkan odaya düşük bir kontrast reaktif konsantrasyonu eklenebilir. Bu reaktif, geleneksel boyama prosedürleri gibi protein örneklerini düzeltmez17. Deneylerin zaman dilimi boyunca görüntüleme odasında sıvı bulunduğundan emin olmak için, kabarcık oluşumu gerçekleşene kadar elektron ışınını odaklayın (Şekil 4). Bu, numunelerin hidratlı kaldığını belirtmek için basit bir önlemdir. Sıvı numuneler, elektron ışınının 5 elektron/ş2'de sürekli olarak açığa çıkmasıyla2dakika(Şekil 4A)içinde ciddi hasarla karşılaşır. Bu dozajda 5 dk (Şekil 4B) ve ötesinde uzun süreli sürekli elektron ışını maruziyeti, görüntüleme alanında aşırı kabarcık oluşumuna neden olacaktır.

Benzeşim Yakalama cihazları ile birlikte kullanılan in situ moleküler mikroskopi, iletim elektron mikroskopisi kullanılarak çözeltideki biyolojik komplekslerin incelenmesine izin sağlar. Bu teknik gelişmeler, yeni geliştirilen mikroakışkan numune tutucuların kullanılmasıyla mümkün olmaktadır. Bu tür cihazlar, mikro ölçekli bir görüntüleme odası oluşturmak için ince silikon nitrür membranları istihdam eder. Parsons ve meslektaşlarının öncü çalışmalarıüzerine 7-10 çözümde bireysel viral derlemeleri görmek için yararlı bir strateji sunuyoruz. Burada açıklanan protokol, tek parçacıklı görüntü işleme rutinleri ve 3D rekonstrüksiyon hesaplamaları ile uyumlu metodolojileri açıklar. Bu tekniklere hakim olmaktan çıkacak gelecekteki uygulamalar makromoleküllerin canlı EM görüntülemesini içerebilir. Yerinde görüntülemenin viral montaj, transkripsiyon düzenlemesi veya konak hücre invazyonu için adımları ortayaleyebileceğini öngörüyoruz. Özetle, bu protokollerin kullanımı araştırmacıların dinamik süreçleri tamamen yeni bir şekilde çözüm içinde araştırmalarına izin vermelidir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazar Madeline J. Dukes, Protochips, Inc.'in bir çalışanıdır.

Acknowledgments

Yazarlar, Virginia Tech Carilion Araştırma Enstitüsü Direktörü Dr. Michael J. Friedlander'ı araştırma çabalarımızı teşvik etmek için kabul ediyorlar. Bu proje S.M.M ve D.F.K.'ye geliştirme fonları ve kısmen Virginia Tech Kritik Teknoloji ve Uygulamalı Bilim Enstitüsü'nün Nano-Bio girişimi tarafından desteklendi.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
E-chips, spacer chip Protochips, Inc. EPB-52TBD 400 μm x 50 μm window
E-chip, top chip Protochips, Inc. EPT-45W 400 μm x 50 μm window
Ni-NTA lipid Avanti Polar Lipids 790404P Powder form
DLPC (12:0) lipid Avanti Polar Lipids 850335P Powder form
Volumetric flasks  Fisher Scientific 20-812A; 20-812C 1 ml; 5 ml 
Hamilton Syringes Hamilton Co. 80300, 80400 1-10 μl; 1-25 μl
Whatman #1 filter paper Whatman 1001 090 100 pieces, 90 mm
Glass Petri dishes Corning 70165-101 100 mm x 15 mm
Glass Pasteur pipettes VWR 14673-010 14673-010
Glass culture tubes VWR 47729-566 6 mm x 50 mm
Acetone Fisher Scientific A11-1 1 L
Methanol Fisher Scientific A412-1 1 L
Chloroform  Electron Microcopy Sciences 12550 100 ml 
His-tagged Protein A Abcam, Inc. ab52953 10 mg
Milli-Q water system EMD Millipore Corp. Z00QSV001 Ultrapure Water
HEPES Fisher Scientific BP310-500 500 g
Equipment 
Poseidon In situ specimen holder Protochips, Inc.  FEI compatible
FEI Spirit BioTwin TEM FEI Co. 120 kV
Eagle 2k HS CCD camera FEI Co. 10 Å/pixel sampling at 30,000X
Gatan 655 Dry pump station Gatan, Inc. Pump holder tip to 10-6 range
PELCO easiGlow, glow discharge unit Ted Pella, Inc.  Negative polarity mode
Isotemp heated stir plate Fisher Scientific Heat to 150 ºC for 1.5 hr

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Zhou, Z. H. Towards atomic resolution structural determination by single-particle cryo-electron microscopy. Curr. Opin. Struct. Biol. 18, 218-228 (2008).
  2. Wolf, M., Garcea, R. L., Grigorieff, N., Harrison, S. C. Subunit interactions in bovine papillomavirus. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 6298-6303 (2010).
  3. Dubochet, J., et al. Cryo-electron microscopy of vitrified specimens. Q. Rev. Biophys. 21, 129-228 (1988).
  4. Unwin, P. N., Henderson, R. Molecular structure determination by electron microscopy of unstained crystalline specimens. J. Mol. Biol. 94, 425-440 (1975).
  5. Ohi, M., Li, Y., Cheng, Y., Walz, T. Negative Staining and Image Classification - Powerful Tools in Modern Electron Microscopy. Biol. Proced. Online. 6, 23-34 (2004).
  6. Adrian, M., Dubochet, J., Fuller, S. D., Harris, J. R. Cryo-negative staining. Micron. 29, 145-160 (1998).
  7. Parsons, D. F. Structure of wet specimens in electron microscopy. Improved environmental chambers make it possible to examine wet specimens easily. Science. 186, 407-414 (1974).
  8. Parsons, D. F., Matricardi, V. R., Moretz, R. C., Turner, J. N. Electron microscopy and diffraction of wet unstained and unfixed biological objects. Adv. Biol. Med. Phys. 15, 161-270 (1974).
  9. Hui, S. W., Parsons, D. F. Electron diffraction of wet biological membranes. Science. 184, 77-78 (1974).
  10. Hui, S. W., Parsons, D. F., Cowden, M. Electron diffraction of wet phospholipid bilayers. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 71, 5068-5072 (1974).
  11. Ring, E. A., de Jonge, N. Microfluidic system for transmission electron microscopy. Microsc. Microanal. 16, 622-629 (2010).
  12. Dukes, M. J., Ramachandra, R., Baudoin, J. P., Gray Jerome, W., de Jonge, N. Three-dimensional locations of gold-labeled proteins in a whole mount eukaryotic cell obtained with 3nm precision using aberration-corrected scanning transmission electron microscopy. J. Struct. Biol. 174, 552-562 (2011).
  13. Yuk, J. M., et al. High-resolution EM of colloidal nanocrystal growth using graphene liquid cells. Science. 336, 61-64 (2012).
  14. Peckys, D. B., de Jonge, N. Visualizing gold nanoparticle uptake in live cells with liquid scanning transmission electron microscopy. Nano Lett. 11, 1733-1738 (2011).
  15. Klein, K. L., Anderson, I. M., de Jonge, N. Transmission electron microscopy with a liquid flow cell. J. Microsc. 242, 117-123 (2011).
  16. Degen, K., Dukes, M., Tanner, J. R., Kelly, D. F. The development of affinity capture devices-a nanoscale purification platform for biological in situ transmission electron microscopy. Rsc. Adv. 2, 2408-2412 (2012).
  17. Gilmore, B. L., et al. Visualizing viral assemblies in a nanoscale biosphere. Lab Chip. 13, 216-219 (2013).
  18. Bican, P., Cohen, J., Charpilienne, A., Scherrer, R. Purification and characterization of bovine rotavirus cores. J. Virol. 43, 1113-1117 (1982).
  19. Frank, J., et al. SPIDER and WEB: processing and visualization of images in 3D electron microscopy and related fields. J. Struct. Biol. 116, 190-199 (1996).
  20. Zhang, X., et al. Near-atomic resolution using electron cryomicroscopy and single-particle reconstruction. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 1867-1872 (2008).
  21. Scheres, S. H. A Bayesian view on cryo-EM structure determination. J. Mol. Biol. 415, 406-418 (2012).
  22. Kelly, D. F., Abeyrathne, P. D., Dukovski, D., Walz, T. The Affinity Grid: a pre-fabricated EM grid for monolayer purification. J. Mol. Biol. 382, 423-433 (2008).

Tags

Biyomühendislik Sayı 82 Mikroakışkanlar İletim Elektron Mikroskopisi (TEM) Yerinde görüntüleme Rotavirüs simian rotavirüs çift katmanlı parçacıklar (DLP'ler) 3D yapı belirleme
<em>Yerinde</em> Sıvıda Biyolojik Montajlar TEM
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Dukes, M. J., Gilmore, B. L.,More

Dukes, M. J., Gilmore, B. L., Tanner, J. R., McDonald, S. M., Kelly, D. F. In situ TEM of Biological Assemblies in Liquid. J. Vis. Exp. (82), e50936, doi:10.3791/50936 (2013).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter