Libérer le potentiel multishot du cryo-EM avec des faisceaux carrés ou rectangulaires

Dans le domaine de la microscopie électronique cryogénique de pointe (cryo-EM), une innovation révolutionnaire vient récemment de bouleverser la communauté scientifique. Imaginez un monde où les mystères des paysages cellulaires et des macromolécules sont révélés à des résolutions et à des vitesses inédites, offrant des connaissances approfondies sur le fonctionnement intime des processus biologiques. Cela est rendu possible par la fusion de l'illumination sans halo et des déplacements d'image sans aberration, créant un contexte idéal pour l'analyse de particules uniques (SPA) et la tomographie électronique cryogénique (cryo-ET).

Cependant, un obstacle majeur a longtemps entravé la collecte de données automatisée en cryo-EM - le décalage entre le profil du faisceau électronique circulaire et les dimensions carrées ou rectangulaires du capteur d'image. Ce décalage entraîne une perte de plus de 36 % de la zone exposée pendant l'imagerie, entravant le plein potentiel de l'acquisition de données. Mais rassurez-vous, car dans une récente édition de Nature Methods, deux études pionnières ont introduit une solution révolutionnaire - l'utilisation de faisceaux carrés ou rectangulaires pour s'harmoniser avec les dimensions du capteur, révolutionnant l'efficacité de l'acquisition de données dans les études SPA et cryo-ET.

Entrez Brown et al. et Chua et al., les pionniers de cette approche innovante. Brown et al. ont gravé des ouvertures carrées et rectangulaires de tailles et d'orientations variées sur un wafer de silicium, veillant à ce que le faisceau s'aligne étroitement avec le capteur sans modification du réglage de la lentille. Pendant ce temps, Chua et al. ont installé des plaques d'ouverture avec des trous carrés sur la tige de l'ouverture C2, ajustant la rotation du faisceau en ajustant finement la force de la lentille P2.

Les résultats ont été stupéfiants. L'utilisation de faisceaux carrés ou rectangulaires a augmenté la zone d'acquisition de plus de 70 %, avec des résolutions correspondant à celles obtenues avec des faisceaux ronds conventionnels. En outre, les nouveaux designs d'ouverture ont montré des aberrations minimales et ont maintenu la qualité de l'image, ouvrant la voie à la capture d'un éventail plus large d'échantillons biologiques avec des détails exceptionnels.

Mais l'innovation ne s'est pas arrêtée là. Chua et al. ont porté l'impact des faisceaux carrés à un niveau supérieur en les appliquant à la cryo-ET, présentant une nouvelle méthode d'acquisition qui minimise le surdosage dans les zones adjacentes pendant la cryo-ET en montage. En découplant le décalage du faisceau-image du basculement de l'échantillon, leur méthode a assuré un carrelage fluide dans les grands jeux de données, propulsant le domaine de la cryo-ET vers de nouveaux sommets.

Alors que nous nous tenons au seuil d'une nouvelle ère en cryo-EM, l'avenir est plus prometteur que jamais. Avec des faisceaux carrés et rectangulaires qui tracent la voie vers une efficacité accrue de l'acquisition de données et une qualité d'image, les possibilités sont illimitées. Imaginez les secrets qui attendent d'être révélés, les frontières qui attendent d'être repoussées. Le monde de la cryo-EM se tient au bord d'une révolution, et tout a commencé avec une idée simple mais ingénieuse - changer la forme du faisceau.

Alors, attachez votre ceinture et préparez-vous à assister à l'extraordinaire se dérouler sous vos yeux alors que le potentiel multicoup de la cryo-EM est libéré par des faisceaux carrés et rectangulaires, nous propulsant dans un royaume de découverte comme jamais auparavant.

Source : <https://www.nature.com/articles/s41592-024-02224-7>

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