Cryomicroscopie électronique

vignette|Un microscope électronique en transmission (2003). La cryomicroscopie électronique (cryo-ME) correspond à une technique particulière de préparation d’échantillons biologiques utilisée en microscopie électronique en transmission. Développée au début des années 1980, cette technique permet de réduire les dommages d’irradiation causés par le faisceau d’électrons. Elle permet également de préserver la morphologie et la structure des échantillons. S’affranchissant de la présence de colorant ou de fixateur chimique, cette technique consiste à congeler très rapidement des échantillons biologiques sous forme hydratés dans de l’éthane liquide, de manière à les figer dans leur état natif dans une glace amorphe c'est-à-dire non cristalline. Avec le développement continu de nouvelles générations de microscopes électroniques et de systèmes d’acquisition des données (notamment le développement de caméras à détection directe d’électrons), la cryo-ME permet désormais dans certains cas d’ob

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3D Poses Recovery in Single-Particle Cryo-EM from Learned Pairwise Projection Distances

Jelena Banjac

Single-particle cryo-electron microscopy (cryo-EM) is a technology that allows the observation and the high-resolution 3D structure determination of biomolecules. In this project, the goal is to estimate the angles at which we imaged the 2D projections from a given 3D protein. We developed deep learning models to estimate the angles from learned pairwise projection distances. We designed a two-step method: 1) distance estimation using a Siamese neural network to learn the distance between pairs of projections, and 2) angle recovery that includes a minimization scheme in order to estimate the angles at which each projection was taken. The current results obtained are discussed depending on the different combinations of approaches used and experimental conditions.

2020

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Differential Visual Proteomics: Enabling the Proteome-Wide Comparison of Protein Structures of Single-Cells

Henning Paul-Julius Stahlberg, Anastasia Syntychaki

Proteins are involved in all tasks of life, and their characterization is essential to understand the underlying mechanisms of biological processes. We present a method called "differential visual proteomics" geared to study proteome-wide structural changes of proteins and protein-complexes between a disturbed and an undisturbed cell or between two cell populations. To implement this method, the cells are lysed and the lysate is prepared in a lossless manner for single-particle electron microscopy (EM). The samples are subsequently imaged in the EM. Individual particles are computationally extracted from the images and pooled together, while keeping track of which particle originated from which specimen. The extracted particles are then aligned and classified. A final quantitative analysis of the particle classes found identifies the particle structures that differ between positive and negative control samples. The algorithm and a graphical user interface developed to perform the analysis and to visualize the results were tested with simulated and experimental data. The results are presented, and the potential and limitations of the current implementation are discussed. We envisage the method as a tool for the untargeted profiling of the structural changes in the proteome of single-cells as a response to a disturbing force.

American Chemical Society (ACS)2019

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Blotting-free and lossless cryo-electron microscopy grid preparation from nanoliter-sized protein samples and single-cell extracts

Henning Paul-Julius Stahlberg, Anastasia Syntychaki

We present a sample preparation method for cryo-electron microscopy (cryo-EM) that requires only 320 nL of sample to prepare a cryo-EM grid, depending on the protocol used. The sample is applied and spread on the grid by a microcapillary. The procedure does not involve any blotting steps, and realtime monitoring allows the water film thickness to be assessed and decreased to an optimum value prior to vitrification. We demonstrate that the method is suitable for high-resolution cryo-EM and will enable alternative electron microscopy approaches, such as single-cell visual proteomics. (C) 2016 The Author(s). Published by Elsevier Inc.

Elsevier BV2017

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BIO-212: Biological chemistry I

Biochemistry is a key discipline for the Life Sciences. Biological Chemistry I and II are two tightly interconnected courses that aim to describe and understand in molecular terms the processes that make life possible.

MSE-352: Introduction to microscopy + Laboratory work

Ce cours d'introduction à la microscopie a pour but de donner un apperçu des différentes techniques d'analyse de la microstructure et de la composition des matériaux, en particulier celles liées aux microscopies électronique et optique. Le cours comprend des cours ainsi que des démonstrations.

MSE-636(b): Scanning electron microscopy techniques (b)

This intensive course is intended for researchers who envisage to use scanning electron microscopy techniques for their research or who want to understand how to interpret SEM images and analytical results presented in scientific publications.

Protéine

redresse=1.36|vignette|Représentation d'une protéine, ici deux sous-unités d'une molécule d'hémoglobine. On observe les représentées en couleur, ainsi que deux des quatre molécules d'hème, qui sont l

Microscope électronique

thumb|Microscope électronique construit par Ernst Ruska en 1933.thumb|Collection de microscopes électroniques anciens (National Museum of Health & Medicine). Un microscope électronique (ME) est un ty

Cristallographie aux rayons X

La cristallographie aux rayons X, radiocristallographie ou diffractométrie de rayons X (DRX, on utilise aussi souvent l'abréviation anglaise XRD pour X-ray diffraction) est une technique d'analyse f