Three-dimensional coherent X-ray diffractive imaging of whole frozen-hydrated cells

Rodríguez, José A.; Xu, Rui; Chen, Chien Chun; Huang, Zhifeng; Jiang, Huaidong; Chen, Allan L.; Raines, Kevin S.; Pryor, Alan; Nam, Daewoong; Wiegart, Lutz; Song, Changyong; Madsen, Anders; Chushkin, Yuriy; Zontone, Federico; Bradley, Peter J.; Miao, Jianwei

doi:10.1107/s205225251501235x

Cited by 86 publications

(74 citation statements)

References 56 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…На рисунке 2 приведены примеры экспериментально полученных картин рассеяния отдельными биологическими частицами [1][2][3]. Во всех проведенных экспериментах результаты были получены для крупных макромолекулярных комплексов, содержащих большое число атомов N , что, в соответствии с формулой (5), облегчает регистрацию рассеяния.…”

Section: рис 1 схема рентгеновского дифракционного экспериментаunclassified

“…2. Экспериментальная картина рассеяния для биологических изолированных частиц: а) Одноклеточный паразит N. caninum (из [2]). Диаметр клетки около 5 мкм.…”

Section: рис 1 схема рентгеновского дифракционного экспериментаunclassified

“…5. Реконструкция проекций электронной плотности по дифракционным картинам, показанным на рисунке 2: а) Одноклеточный паразит N. caninum (из [2]). Оценка достигнутого разрешения 740-990 Å, в зависимости от направления.…”

Section: двумерные проекцииunclassified

“…Мы остановимся здесь на двух примерах трехмерной реконструкции. В первом случае [2] исследуемым объектом являлся одноклеточный паразит N. caninum. Eго клетки имеют продолговатую форму с размерами от 1-3 до 4-6 мкм в разных направлениях.…”

Section: трехмерная реконструкцияunclassified

See 3 more Smart Citations

The biological crystallography without crystals

Лунин¹,

Lunin²

2017

Math.Biol.Bioinf.

View full text Add to dashboard Cite

Аннотация. Основным препятствием на пути к определению атомной структуры биологических макромолекул методом рентгеновского структурного анализа является необходимость получения монокристаллов исследуемого объекта. Эта необходимость связана со сложностями экспериментальной регистрации рассеяния отдельной молекулой. Однако получить кристаллы удается далеко не для всех исследуемых биологических объектов. Развитие техники эксперимента, в частности, ввод в строй рентгеновских лазеров на свободных электронах, позволяет подойти к практическому решению проблемы регистрации рассеяния изолированной частицей изучаемого объекта и, тем самым, к получению информации о трехмерной структуре некристаллических биологических объектов методами рентгеновской дифракции. Дискретизация экспериментальных данных рассеяния изолированной частицей делает задачу определения структуры объекта эквивалентной задаче биологической кристаллографии, что позволяет распространить методы биологической кристаллографии на исследование изолированных биологических частиц (отдельных клеток, органелл, молекулярных машин и, в перспективе, биологических макромолекул). В данной статье обсуждается положение дел в этой области, возникающие проблемы и пути их решения. Ключевые слова: рентгеновская кристаллография, фазовая проблема, XFEL, рассеяние изолированной частицей. ВВЕДЕНИЕРентгеноструктурный анализ монокристаллов является на сегодняшний день основным экспериментальным методом, позволяющим определять структуры биологических макромолекул и их комплексов с атомным разрешением. Этот метод широко применяется на практике и, в настоящее время, открытый для доступа банк белковых структур -Protein Data Bank -содержит информацию о более сотни тысяч макромолекулярных структур, определенных таким путем. Альтернативные подходы (электронная микроскопия, ядерный магнитный резонанс, дифракция нейтронов и электронов), хотя и достигли в последние годы колоссального прогресса, имеют ряд своих ограничений и сложностей и уступают еще по массовости применения рентгеноструктурному анализу. Основным препятствием на пути рентгеноструктурного исследования является необходимость приготовления образца исследуемого объекта в виде монокристалла, что является в ряде случаев весьма сложной задачей и служит основным фактором, лимитирующим применение метода. Развитие и автоматизация  lunin@impb.psn.ru

show abstract

Section: рис 1 схема рентгеновского дифракционного экспериментаunclassified

Section: двумерные проекцииunclassified

Section: трехмерная реконструкцияunclassified

See 2 more Smart Citations

The biological crystallography without crystals

Лунин¹,

Lunin²

2017

Math.Biol.Bioinf.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The frozen-hydration technique is one of the best choices, as it keeps biological samples as close as possible to their living conditions. Cryogenic coherent diffractive imaging (cryo-CDI) using synchrotron radiation has been used for both two-dimensional (Huang et al, 2009;Lima et al, 2009) and threedimensional (Rodriguez et al, 2015) imaging of single cells.…”

mentioning

confidence: 99%