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Leginon을 사용한 스테이지 틸트를 이용한 단일 입자 Cryo-EM 데이터 수집
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JoVE Journal Biochemistry
Single-Particle Cryo-EM Data Collection with Stage Tilt using Leginon

Leginon을 사용한 스테이지 틸트를 이용한 단일 입자 Cryo-EM 데이터 수집

Full Text
2,853 Views
04:52 min
July 1, 2022

DOI: 10.3791/64136-v

Sriram Aiyer1, Timothy S. Strutzenberg1, Marianne E. Bowman2, Joseph P. Noel2,3, Dmitry Lyumkis1,4,5

1Laboratory of Genetics,The Salk Institute for Biological Studies, 2Jack H. Skirball Center for Chemical Biology and Proteomics,The Salk Institute for Biological Studies, 3Department of Chemistry and Biochemistry,University of California San Diego, 4Graduate School of Biological Sciences, Section of Molecular Biology,University of California San Diego, 5Department of Integrative Structural and Computational Biology,The Scripps Research Institute

AI Banner

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This protocol outlines a straightforward method for enhancing single-particle cryo-EM data collection through specimen stage tilting. This approach is particularly beneficial for improving the quality of EM maps for samples that exhibit preferential orientation bias.

Key Study Components

Area of Science

  • Cryo-electron microscopy (cryo-EM)
  • Structural biology
  • Single-particle analysis

Background

  • Single-particle cryo-EM is crucial for determining the structures of biological macromolecules.
  • Samples often face orientation bias when adhering to surfaces.
  • Improving particle orientation can enhance map quality.
  • Stage tilting is a method to achieve a more uniform particle distribution.

Purpose of Study

  • To provide a protocol for tilting the specimen stage during cryo-EM data collection.
  • To reduce preferential orientation bias in samples.
  • To enhance the interpretability of EM maps.

Methods Used

  • Aligning the microscope for optimal illumination.
  • Recording a grid atlas to assess grid quality.
  • Inspecting squares for ideal conditions before data collection.
  • Manually selecting squares based on foil integrity and ice thickness.

Main Results

  • Stage tilting increases the orientation distribution of particles.
  • Improved overall map quality and interpretability were observed.
  • Successful identification of suitable squares for data collection.
  • Reduction of coma aberrations through proper alignment.

Conclusions

  • Tilting the specimen stage is an effective strategy in cryo-EM.
  • This method can significantly enhance the quality of EM maps.
  • Future applications may further refine data collection techniques.

Frequently Asked Questions

What is the main advantage of tilting the specimen stage?
Tilting the specimen stage increases the orientation distribution of particles, which helps to improve the overall quality of EM maps.
How do you ensure proper alignment of the microscope?
Proper alignment is achieved by ensuring parallel illumination of the specimen and minimizing coma aberrations.
What should be inspected in the grid squares?
Inspect squares for intact foil, absence of dehydration, and ideal ice thickness before data collection.
Why is a grid atlas recorded?
A grid atlas provides an overview of grid quality and helps identify suitable areas for data collection.
What is the purpose of this protocol?
The protocol aims to describe a method for enhancing data collection in cryo-EM by reducing orientation bias.
Can this method be applied to all cryo-EM samples?
While beneficial, the effectiveness may vary depending on the specific characteristics of the sample.

본 프로토콜은 Cryo-EM 실험에서 기울어진 단일 입자 데이터 수집을 위한 일반화되고 구현하기 쉬운 체계를 설명합니다. 이러한 절차는 공기-물 계면의 부착으로 인해 우선적인 방향 편향을 겪는 샘플에 대한 고품질 EM 맵을 얻는 데 특히 유용합니다.

시편 스테이지를 기울이면 단일 입자 Cryo-EM 데이터 수집 중에 입자의 방향 분포를 증가시키는 간단하고 일반화 가능한 방법을 제공합니다. 시편 스테이지 틸팅으로 인해 얻은 입자의 균일한 분포는 전체 지도 품질과 해석 가능성을 향상시킬 수 있습니다. 먼저 현미경을 정렬하여 표본의 평행 조명을 보장하고 혼수 수차를 최소화합니다.

데이터 수집에 적합한 사각형을 식별하려면 스테이지 틸트 또는 스테이지 틸트가 없는 그리드 아틀라스를 기록하여 전체 그리드 품질에 대한 개요와 데이터 수집에 적합한 영역의 초기 표시를 제공합니다. 정사각형 획득 노드에 사용된 배율로 정사각형을 수동으로 검사합니다. 호일이 손상되지 않고 탈수된 것처럼 보이지 않으며 이상적인 얼음 두께를 가진 사각형을 찾고 표본 스테이지를 관심 있는 사각형으로 이동합니다.

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