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Electron Cryotomography of Bacterial Cells

While much is already known about the basic metabolism of bacterial cells, many fundamental questions are still surprisingly unanswered, including for ...

California Institute of Technology - Caltech

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&#x8D85;&#x5FEB;&#x7535;&#x5B50;&#x6676;&#x4F53;&#x5B66;&#xFF1A; &#x77AC;&#x6001;&#x7ED3;&#x6784;&#x5206;&#x5B50;&#x3001; &#x66F2;&#x9762;&#x548C;&#x76F8;&#x53D8;&#x3002;

The static structure of macromolecular assemblies can be mapped out with atomic-scale resolution by using electron diffraction and microscopy of crystals. For transient nonequilibrium structures, which are critical to the understanding of dynamics and mechanisms, both spatial and temporal resolutions are required; the shortest scales of length (0.1-1 nm) and time (10(-13) to 10(-12) s) represent the quantum limit, the nonstatistical regime of rates. Here, we report the development of ultrafast electron crystallography for direct determination of structures with submonolayer sensitivity. In these experiments, we use crystalline silicon as a template for different adsorbates: hydrogen, chlorine, and trifluoroiodomethane. We observe the coherent restructuring of the surface layers with subangstrom displacement of atoms after the ultrafast heat impulse. This nonequilibrium dynamics, which is monitored in steps of 2 ps (total change </=10 ps), contrasts that of the nanometer substrate. The effect of adsorbates and the phase transition at higher fluences were also studied through the evolution of streaks of interferences, Bragg spots (and their rocking curves), and rings in the diffraction patterns. We compare these results with kinematical theory and those of x-ray diffraction developed to study bulk behaviors. The sensitivity achieved here, with the 6 orders of magnitude larger cross section than x-ray diffraction, and with the capabilities of combined spatial ( approximately 0.01 A) and temporal (300-600 fs) resolutions, promise diverse applications for this ultrafast electron crystallography tabletop methodology.

Ultrafast electron crystallography: transient structures of molecules, surfaces, and phase transitions.

La structure statique des assemblages macromol&eacute;culaires peut &ecirc;tre mapp&eacute;e avec une r&eacute;solution de l&#39;&eacute;chelle de l&#39;atome &agrave; l&#39;aide de la diffraction des &eacute;lectrons et microscopie de cristaux. Pour les structures hors d&#39;&eacute;quilibre transitoire, qui sont essentiels &agrave; la compr&eacute;hension de la dynamique et les m&eacute;canismes, r&eacute;solutions spatiales et temporelles sont n&eacute;cessaires ; les &eacute;chelles plus courtes de longueur (0,1-1 nm) et temps (10(-13) &agrave; 10(-12) s) repr&eacute;sentent la limite de quantum, le r&eacute;gime non de tarifs. Les auteurs rapportent ici le d&eacute;veloppement de la cristallographie &eacute;lectronique ultrarapide pour la d&eacute;termination directe des structures avec une sensibilit&eacute; de debe. Dans ces exp&eacute;riences, nous utilisons silicium cristallin comme mod&egrave;le pour diff&eacute;rents produits adsorb&eacute;s : hydrog&egrave;ne, chlore et trifluoroiodom&eacute;thane. Nous observons la restructuration coh&eacute;rente des couches superficielles avec Angstrom d&eacute;placement des atomes apr&egrave;s l&#39;impulsion thermique ultra rapide. Cette dynamique hors d&#39;&eacute;quilibre, qui est contr&ocirc;l&eacute;e par incr&eacute;ments de 2 ch (changement total &lt; / = 10 ps), contraste que le substrat de nanom&egrave;tre. L&#39;effet des adsorbats et la transition de phase &agrave; des fluences plus &eacute;lev&eacute;s ont aussi &eacute;t&eacute; &eacute;tudi&eacute;es par le biais de l&#39;&eacute;volution des stries des interf&eacute;rences, des taches de Bragg (et leurs courbes de bascule) et r&eacute;sonne dans les patrons de diffraction. Nous comparons ces r&eacute;sultats avec la th&eacute;orie cin&eacute;tique et ceux de la diffraction de rayons x d&eacute;velopp&eacute;e pour &eacute;tudier les comportements en vrac. La sensibilit&eacute; atteindre ici, avec la coupe 6 ordres de grandeur plus grande que la diffraction des rayons x et aux capacit&eacute;s de combinaison spatiale (environ 0,01 A) et des r&eacute;solutions temporelles (300-600 fs), promettent de diverses applications pour cette m&eacute;thodologie table de cristallographie &eacute;lectronique ultrarapide.

Cristallographie &eacute;lectronique ultrarapide : structures transitoires des mol&eacute;cules, des surfaces et des transitions de phase.

Ultraschnelle Elektronenmikroskopie Kristallographie: transienten Strukturen von Molek&#xFC;len, Oberfl&#xE4;chen und Phasen&#xFC;berg&#xE4;ngen.

La struttura statica di macromolecolare assembly pu&ograve; essere mappata con risoluzione su scala atomica mediante diffrazione dell&#39;elettrone e microscopia di cristalli. Per le strutture di nonequilibrium transitori, che sono fondamentali per la comprensione delle dinamiche e dei meccanismi, risoluzioni spaziali e temporali sono richieste; la bilancia pi&ugrave; corta della lunghezza (0,1-1 nm) e tempo (10(-13) a 10(-12) s) rappresentano il limite del quantum, prevengono regime dei tassi. Riportiamo qui, lo sviluppo della cristallografia elettrone ultraveloce per la determinazione diretta delle strutture con sensibilit&agrave; submonolayer. In questi esperimenti, usiamo silicio cristallino come un modello per diversi adsorbati: idrogeno, cloro e trifluoroiodomethane. Osserviamo la ristrutturazione coerente degli strati superficiali con subangstrom spostamento di atomi dopo l&#39;impulso di calore ultraveloce. Questa dinamica non equilibrio, che viene monitorato in passi di 2 ps (totale cambiamento &lt; = 10 ps), contrasti che il substrato di nanometro. L&#39;effetto di adsorbati e la transizione di fase a fluences pi&ugrave; elevati sono stati studiati anche attraverso l&#39;evoluzione delle striature di interferenze, macchie di Bragg (e le loro curve a dondolo) e gli anelli nei modelli di diffrazione. Confrontiamo questi risultati con teoria cinematico e quelli di diffrazione a raggi x, sviluppato per studiare i comportamenti di massa. La sensibilit&agrave; raggiunta qui, con 6 ordini di grandezza pi&ugrave; grande sezione trasversale di diffrazione a raggi x e con la capacit&agrave; di combinazione spaziale (circa 0,01 A) e risoluzioni temporali (300-600 fs), promettono di diverse applicazioni per questa elettrone ultraveloce cristallografia metodologia da tavolo.

Cristallografia elettrone ultraveloce: strutture transienti di molecole, le superfici e le transizioni di fase.

&#x9AD8;&#x5206;&#x5B50;&#x30A2;&#x30BB;&#x30F3;&#x30D6;&#x30EA;&#x306E;&#x9759;&#x7684;&#x306A;&#x69CB;&#x9020;&#x3068;&#x539F;&#x5B50;&#x30B9;&#x30B1;&#x30FC;&#x30EB;&#x5206;&#x89E3;&#x80FD;&#x96FB;&#x5B50;&#x56DE;&#x6298;&#x6CD5;&#x3068;&#x7D50;&#x6676;&#x306E;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x3066;&#x30DE;&#x30C3;&#x30D7;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30C0;&#x30A4;&#x30CA;&#x30DF;&#x30AF;&#x30B9;&#x3068;&#x6A5F;&#x69CB;&#x306E;&#x7406;&#x89E3;&#x306B;&#x91CD;&#x8981;&#x306A;&#x904E;&#x6E21;&#x975E;&#x5E73;&#x8861;&#x69CB;&#x9020;&#x306E;&#x7A7A;&#x9593;&#x7684;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x6642;&#x9593;&#x7684;&#x89E3;&#x50CF;&#x5EA6;&#x304C;&#x5FC5;&#x8981;&#x3067;&#x3059;&#x3002;&#x9577;&#x3055;&#x306E;&#x6700;&#x77ED;&#x30B9;&#x30B1;&#x30FC;&#x30EB; (0.1-1 nm)&#x3001;&#x6642;&#x9593; (10(-13) 10(-12) s &#x306B;) &#x30EC;&#x30FC;&#x30C8;&#x306E;&#x3044;&#x305A;&#x308C;&#x306E;&#x653F;&#x6A29;&#x306E;&#x30AF;&#x30A9;&#x30F3;&#x30BF;&#x30E0;&#x5236;&#x9650;&#x3092;&#x8868;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x3053;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x30B5;&#x30D6;&#x30E2;&#x30CE;&#x30EC;&#x30A4;&#x30E4;&#x30FC;&#x611F;&#x5EA6;&#x3068;&#x8D85;&#x9AD8;&#x901F;&#x96FB;&#x5B50;&#x7DDA;&#x7D50;&#x6676;&#x69CB;&#x9020;&#x306E;&#x76F4;&#x63A5;&#x5B9A;&#x91CF;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x958B;&#x767A;&#x3092;&#x5831;&#x544A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6211;&#x3005; &#x304C;&#x3001;&#x7570;&#x306A;&#x308B;&#x5438;&#x7740;&#x7528;&#x30C6;&#x30F3;&#x30D7;&#x30EC;&#x30FC;&#x30C8;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x7D50;&#x6676;&#x30B7;&#x30EA;&#x30B3;&#x30F3;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x5B9F;&#x9A13;&#x3067;: &#x6C34;&#x7D20;&#x30FB;&#x5869;&#x7D20;&#x30FB; trifluoroiodomethane&#x3002;&#x6211;&#x3005; &#x306F;&#x3001;&#x30EA;&#x30B9;&#x30C8;&#x30E9;&#x539F;&#x5B50;&#x306E; subangstrom &#x5909;&#x4F4D;&#x5F8C;&#x306E;&#x8D85;&#x9AD8;&#x901F;&#x71B1;&#x885D;&#x52D5;&#x3068;&#x30B3;&#x30D2;&#x30FC;&#x30EC;&#x30F3;&#x30C8;&#x8868;&#x9762;&#x5C64;&#x306E;&#x89B3;&#x5BDF;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;2 Ps &#x306E;&#x624B;&#x9806;&#x3067;&#x76E3;&#x8996;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3053;&#x306E;&#x975E;&#x5E73;&#x8861;&#x30C0;&#x30A4;&#x30CA;&#x30DF;&#x30AF;&#x30B9; (&#x5408;&#x8A08;&#x5909;&#x66F4; &lt;/= 10 ps)&#x3001;&#x30CA;&#x30CE;&#x30E1;&#x30FC;&#x30C8;&#x30EB;&#x57FA;&#x677F;&#x306E;&#x305D;&#x308C;&#x3068;&#x306F;&#x5BFE;&#x7167;&#x7684;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x5438;&#x7740;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x9AD8;&#x3044;&#x30D5;&#x30EB;&#x30A8;&#x30F3;&#x30B9;&#x3067;&#x76F8;&#x8EE2;&#x79FB;&#x306B;&#x53CA;&#x307C;&#x3059;&#x7E1E;&#x306E;&#x5E72;&#x6E09;&#x3001;&#x30D6;&#x30E9;&#x30C3;&#x30B0; &#x30B9;&#x30DD;&#x30C3;&#x30C8; &#xFF08;&#x3068;&#x305D;&#x306E;&#x30ED;&#x30C3;&#x30AD;&#x30F3;&#x30B0; &#x30AB;&#x30FC;&#x30D6;&#xFF09; &#x306E;&#x9032;&#x5316;&#x3092;&#x901A;&#x3057;&#x3066;&#x691C;&#x8A0E;&#x3057;&#x305F;&#x3082;&#x3068;&#x56DE;&#x6298;&#x30D1;&#x30BF;&#x30FC;&#x30F3;&#x306B;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x3068;&#x904B;&#x52D5;&#x5B66;&#x7684;&#x7406;&#x8AD6;&#x3068; x &#x7DDA;&#x56DE;&#x6298;&#x4E00;&#x62EC;&#x884C;&#x52D5;&#x3092;&#x7814;&#x7A76;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x958B;&#x767A;&#x306E;&#x305D;&#x308C;&#x3089;&#x3092;&#x6BD4;&#x8F03;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x3053;&#x3067;&#x306F;&#x3001;x &#x7DDA;&#x56DE;&#x6298;&#x3088;&#x308A; 6 &#x6841;&#x306E;&#x5927;&#x304D;&#x3044;&#x65AD;&#x9762;&#x3068;&#x306E;&#x6A5F;&#x80FD;&#x3092;&#x9054;&#x6210;&#x611F;&#x5EA6;&#x7A7A;&#x9593;&#x7D50;&#x5408; &#xFF08;&#x7D04; 0.01 A) &#x3068;&#x6642;&#x7A7A;&#x9593; (300-600 fs) &#x306E;&#x89E3;&#x50CF;&#x5EA6;&#x306F;&#x3001;&#x3053;&#x306E;&#x8D85;&#x9AD8;&#x901F;&#x96FB;&#x5B50;&#x7DDA;&#x7D50;&#x6676;&#x5B66;&#x5353;&#x4E0A;&#x65B9;&#x6CD5;&#x8AD6;&#x306E;&#x591A;&#x69D8;&#x306A;&#x30A2;&#x30D7;&#x30EA;&#x30B1;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x3092;&#x7D04;&#x675F;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x8D85;&#x9AD8;&#x901F;&#x96FB;&#x5B50;&#x7DDA;&#x7D50;&#x6676;&#x5B66;: &#x5206;&#x5B50;&#x3001;&#x30B5;&#x30FC;&#x30D5;&#x30A7;&#x30B9;&#x3001;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x76F8;&#x8EE2;&#x79FB;&#x306E;&#x904E;&#x6E21;&#x69CB;&#x9020;&#x3002;

&#xACE0;&#xBD84;&#xC790; &#xC5B4;&#xC148;&#xBE14;&#xB9AC;&#xC758; &#xC815;&#xC801; &#xAD6C;&#xC870; &#xC804;&#xC790; &#xD68C;&#xC808;&#xACFC; &#xACB0;&#xC815;&#xC758; &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xC6D0;&#xC790; &#xC2A4;&#xCF00;&#xC77C; &#xD574;&#xC0C1;&#xB3C4; &#xBC16;&#xC73C;&#xB85C; &#xB9E4;&#xD551;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC5ED;&#xD559; &#xBC0F; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998;&#xC758; &#xC774;&#xD574;&#xC5D0; &#xC911;&#xC694; &#xD55C; &#xACFC;&#xB3C4; nonequilibrium &#xAD6C;&#xC870;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xACF5;&#xAC04; &#xBC0F; &#xC2DC;&#xAC04; &#xD574;&#xC0C1;&#xB3C4; &#xD544;&#xC694;; &#xAE38;&#xC774;&#xAC00; &#xAC00;&#xC7A5; &#xC9E7;&#xC740; &#xC800;&#xC6B8; (0.1-1 nm) &#xC2DC;&#xAC04; (10(-13) 10(-12) s) &#xD000;&#xD140; &#xC81C;&#xD55C; &#xC18D;&#xB3C4;&#xC758; nonstatistical &#xC815;&#xAD8C; &#xB300;&#xD45C;. &#xC5EC;&#xAE30;, &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; submonolayer &#xAC10;&#xB3C4;&#xC640; &#xC9C1;&#xC811; &#xCE21;&#xC815; &#xAD6C;&#xC870; &#xACB0;&#xC815;&#xD559; &#xCD08;&#xACE0;&#xC18D; &#xC804;&#xC790; &#xAC1C;&#xBC1C;&#xC744; &#xBCF4;&#xACE0;&#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xC2E4;&#xD5D8;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC6B0;&#xB9AC;&#xAC00; &#xACB0;&#xC815; &#xC2E4;&#xB9AC;&#xCF58;&#xC744; &#xD15C;&#xD50C;&#xB9BF;&#xC73C;&#xB85C; &#xC0AC;&#xC6A9;&#xD560; &#xB2E4;&#xB978; adsorbates&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C;: &#xC218;&#xC18C;, &#xC5FC;&#xC18C;, &#xADF8;&#xB9AC;&#xACE0; trifluoroiodomethane. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xCD08;&#xACE0;&#xC18D; &#xC5F4; &#xCDA9; &#xB3D9; &#xD6C4; &#xC6D0;&#xC790;&#xC758; subangstrom &#xBCC0;&#xC704;&#xC640; &#xD45C;&#xBA74; &#xCE35;&#xC758; &#xC77C;&#xAD00; &#xB41C; &#xAD6C;&#xC870;&#xB97C; &#xAD00;&#xCC30; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. 2 Ps&#xC758; &#xB2E8;&#xACC4;&#xC5D0;&#xC11C; &#xBAA8;&#xB2C8;&#xD130;&#xB9C1;&#xC774; nonequilibrium &#xC5ED;&#xD559; (&#xCD1D; &#xBCC0;&#xACBD; &lt; = 10 ps /), &#xB098;&#xB178;&#xBBF8;&#xD130; &#xAE30;&#xD310;&#xC758; &#xB300;&#xC870;. Adsorbates &#xBC0F; &#xB354; &#xB192;&#xC740; &#xBE44;&#xD574;&#xC5D0; &#xC704;&#xC0C1; &#xC804;&#xD658;&#xC758; &#xD6A8;&#xACFC; &#xB610;&#xD55C; &#xAC04;&#xC12D;, &#xBE0C;&#xB798;&#xADF8; &#xBA85;&#xC18C; (&#xBC0F; &#xADF8;&#xB4E4;&#xC758; &#xB77D; &#xACE1;&#xC120;)&#xC758; &#xC904;&#xBB34;&#xB2AC;&#xC758; &#xC9C4;&#xD654;&#xB97C; &#xD1B5;&#xD574; &#xACF5;&#xBD80; &#xD588;&#xB2E4; &#xD68C;&#xC808; &#xD328;&#xD134;&#xC5D0;&#xC11C; &#xBC18;&#xC9C0; &#xD558; &#xACE0;. &#xC6B0;&#xB9AC; kinematical &#xC774;&#xB860; &#xBC0F; x-&#xC120; &#xD68C;&#xC808; &#xB300;&#xB7C9; &#xB3D9;&#xC791; &#xC5F0;&#xAD6C; &#xAC1C;&#xBC1C;&#xC758; &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xACB0;&#xACFC; &#xBE44;&#xAD50; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC5EC;&#xAE30;&#xC11C;, x-&#xC120; &#xD68C;&#xC808; &#xBCF4;&#xB2E4; 6 &#xBC30;&#xB098; &#xB354; &#xD070; &#xD6A1;&#xB2E8;&#xBA74;&#xC640;&#xC758; &#xAE30;&#xB2A5;&#xC744; &#xB2EC;&#xC131; &#xAC10;&#xB3C4; &#xACB0;&#xD569; &#xACF5;&#xAC04; (&#xC57D; 0.01 A) &#xBC0F; &#xC2DC;&#xAC04; (300-600 fs) &#xD574;&#xC0C1;&#xB3C4;, &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xC751;&#xC6A9;&#xC774; &#xCD08;&#xACE0;&#xC18D; &#xC804;&#xC790; &#xACB0;&#xC815;&#xD559; &#xD0C1;&#xC0C1; &#xBC29;&#xBC95;&#xB860;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC57D;&#xC18D;.

&#xCD08;&#xACE0;&#xC18D; &#xC804;&#xC790; &#xACB0;&#xC815;&#xD559;: &#xBD84;&#xC790;, &#xD45C;&#xBA74; &#xBC0F; &#xC0C1;&#xC804;&#xC774;&#xC758; &#xC77C;&#xC2DC;&#xC801;&#xC778; &#xAD6C;&#xC870;.

La estructura est&aacute;tica de ensamblados macromoleculares puede trazarse con resoluci&oacute;n de escala at&oacute;mica mediante difracci&oacute;n de electrones y microscop&iacute;a de cristales. Para las estructuras de no-equilibrio transitoria, que son esenciales para la comprensi&oacute;n de la din&aacute;mica y mecanismos, tanto espaciales como temporales resoluciones se requieren; las escalas m&aacute;s cortos de longitud (0.1-1 nm) y tiempo (10(-13) a 10(-12) s) representan el l&iacute;mite cu&aacute;ntico, el r&eacute;gimen nonstatistical de tarifas. Aqu&iacute;, se presenta el desarrollo de la cristalograf&iacute;a electr&oacute;n ultrarr&aacute;pido para la determinaci&oacute;n directa de estructuras con sensibilidad submonolayer. En estos experimentos, usamos silicio cristalino como una plantilla para distintos adsorbatos: hidr&oacute;geno, cloro y trifluoroiodomethane. Observamos la reestructuraci&oacute;n coherente de las capas superficiales con subangstrom de desplazamiento de &aacute;tomos despu&eacute;s el impulso de calor ultrarr&aacute;pido. Esta din&aacute;mica de no equilibrio, que es monitoreada en pasos de 2 ps (total cambio &lt; / = 10 ps), contrasta que el sustrato de nan&oacute;metros. Tambi&eacute;n se estudi&oacute; el efecto de adsorbatos y la transici&oacute;n de fase en fluencias m&aacute;s altas a trav&eacute;s de la evoluci&oacute;n de las rayas de interferencias, Bragg puntos (y sus curvas oscilantes) y anillos en los patrones de difracci&oacute;n. Comparamos estos resultados con la teor&iacute;a cinem&aacute;tica y de difracci&oacute;n de rayos x desarrollado para estudiar los comportamientos a granel. La sensibilidad alcanzada aqu&iacute;, con la secci&oacute;n en 6 &oacute;rdenes de magnitud m&aacute;s grande que la difracci&oacute;n de rayos x y con las capacidades de combinaci&oacute;n espacial (aproximadamente 0,01 A) y temporal (300-600 fs) resoluciones, prometen diversas aplicaciones de esta metodolog&iacute;a de mesa de Cristalograf&iacute;a de electr&oacute;nica ultrarr&aacute;pida.

Cristalograf&iacute;a de electr&oacute;nica ultrarr&aacute;pida: estructuras transitorias de mol&eacute;culas, las superficies y las transiciones de fase.

&#x6211;&#x4EEC;&#x62A5;&#x544A;&#x76F4;&#x63A5;&#x6D4B;&#x5B9A;&#x7684;&#x7ED3;&#x6784;&#x548C;&#x52A8;&#x6001;&#x7684;&#x754C;&#x9762;&#x6C34;&#x4EB2;&#x6C34;&#x8868;&#x9762;&#x4E0A;&#x4F7F;&#x7528;&#x8D85;&#x5FEB;&#x7535;&#x5B50;&#x6676;&#x4F53;&#x5B66;&#x539F;&#x5B50;&#x7EA7;&#x5206;&#x8FA8;&#x7387;&#x3002;&#x5728;&#x7EB3;&#x7C73;&#x5C3A;&#x5EA6;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x6CE8;&#x610F;&#x5230;&#x6709;&#x5E8F;&#x7684;&#x8868;&#x5C42;&#x6C34;&#x4E0E;&#x5FAE;&#x6676;&#x6837;&#x51B0;&#x7ED3;&#x6784;&#xFF0C;&#x660E;&#x663E;&#x5728;&#x5E03;&#x62C9;&#x683C;&#x666F;&#x70B9;&#x548C;&#x5FB7;&#x62DC;&#x96EA;&#x83B1;&#x73AF;&#x53E0;&#x52A0;&#x5171;&#x5B58;&#x3002;&#x7ED3;&#x6784;&#x88AB;&#x786E;&#x5B9A;&#x4E3A;&#x4E3B;&#x8981;&#x7ACB;&#x65B9;&#xFF0C;&#x4F46;&#x6BCF;&#x4E00;&#x4E2A;&#x90FD;&#x7ECF;&#x8FC7;&#x4E0D;&#x540C;&#x7684;&#x52A8;&#x6001;&#x540E;&#x8D85;&#x5FEB;&#x57FA;&#x677F;&#x6E29;&#x5EA6;&#x8DF3;&#x8F6C;&#x3002;&#x4ECE;&#x53D8;&#x5316;&#x4E2D;&#x5730;&#x65B9;&#x503A;&#x5238;&#x8DDD;&#x79BB; &#xFF08;&#x54E6;&#x3002;O &#x548C; O.O) &#x968F;&#x7740;&#x65F6;&#x95F4;&#x7684;&#x63A8;&#x79FB;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x9610;&#x660E;&#x8FDC;&#x4ECE;&#x5747;&#x8861;&#x5236;&#x5EA6;&#x5728;&#x77ED;&#x65F6;&#x95F4;&#x7684;&#x7ED3;&#x6784;&#x53D8;&#x5316;&#x548C;&#x957F;&#x65F6;&#x95F4;&#x5185;&#x5747;&#x8861;&#x5728;&#x9644;&#x8FD1;&#x3002;

&#x8D85;&#x5FEB;&#x7535;&#x5B50;&#x7ED3;&#x6676;&#x5B66;&#x754C;&#x9762;&#x6C34;&#x3002;

We report direct determination of the structures and dynamics of interfacial water on a hydrophilic surface with atomic-scale resolution using ultrafast electron crystallography. On the nanometer scale, we observed the coexistence of ordered surface water and crystallite-like ice structures, evident in the superposition of Bragg spots and Debye-Scherrer rings. The structures were determined to be dominantly cubic, but each undergoes different dynamics after the ultrafast substrate temperature jump. From changes in local bond distances (OH.O and O.O) with time, we elucidated the structural changes in the far-from-equilibrium regime at short times and near-equilibration at long times.

Ultrafast electron crystallography of interfacial water.

Nous rapportons la d&eacute;termination directe des structures et la dynamique d&#39;eau interfaciale sur une surface hydrophile avec une r&eacute;solution de l&#39;&eacute;chelle de l&#39;atome &agrave; l&#39;aide de la cristallographie &eacute;lectronique ultrarapide. Sur l&#39;&eacute;chelle du nanom&egrave;tre, nous avons observ&eacute; la coexistence des eaux de surface ordonn&eacute;e et structures ressemblant &agrave; des cristaux de glace, &eacute;videntes dans la superposition des taches de Bragg et anneaux de Debye-Scherrer. Les structures sont cens&eacute;es &ecirc;tre principalement cubiques, mais chacun subit une dynamique diff&eacute;rente apr&egrave;s le saut de la temp&eacute;rature du substrat ultrarapide. Des variations de distances de liaison locale (OH.O et Oo) avec le temps, nous avons &eacute;lucid&eacute; les changements structurels dans le r&eacute;gime de loin de l&#39;&eacute;quilibre &agrave; des temps courts et pr&egrave;s d&#39;&eacute;quilibrage &agrave; long temps.

Cristallographie &eacute;lectronique ultrarapide d&#39;eau interfaciale.

Ultraschnelle Elektronenmikroskopie Kristallographie der Grenzfl&#xE4;che Wasser.

Segnaliamo determinazione diretta delle strutture e le dinamiche dell&#39;acqua interfacciale su una superficie idrofila con risoluzione su scala atomica, utilizzando la cristallografia elettrone ultraveloce. Su scala nanometrica, abbiamo osservato la coesistenza di acque superficiali ordinata e strutture CRISTALLITE-come ghiaccio, evidente nella sovrapposizione di Bragg macchie e anelli di Debye-Scherrer. Le strutture erano determinate ad essere prevalentemente cubici, ma ognuno subisce diverse dinamiche dopo la temperatura del substrato ultraveloce saltare. Da variazioni nelle distanze di legame locale (OH.O e OO) con il tempo, abbiamo chiarito i cambiamenti strutturali nel regime lontano dall&#39;equilibrio in tempi brevi e nei pressi di equilibratura a tempi lunghi.

Cristallografia elettrone ultraveloce di acqua interfacciale.

&#x6211;&#x3005; &#x306F;&#x89AA;&#x6C34;&#x6027;&#x8868;&#x9762;&#x4E0A;&#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x306E;&#x76F4;&#x63A5;&#x5B9A;&#x91CF;&#x3068;&#x754C;&#x9762;&#x306E;&#x6C34;&#x306E;&#x52D5;&#x614B;&#x3092;&#x8D85;&#x9AD8;&#x901F;&#x96FB;&#x5B50;&#x7DDA;&#x7D50;&#x6676;&#x5B66;&#x3092;&#x7528;&#x3044;&#x305F;&#x539F;&#x5B50;&#x30B9;&#x30B1;&#x30FC;&#x30EB;&#x5206;&#x89E3;&#x80FD;&#x3068;&#x5831;&#x544A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30CA;&#x30CE;&#x30E1;&#x30FC;&#x30C8;&#x30EB; &#x30B9;&#x30B1;&#x30FC;&#x30EB;&#x306E;&#x8868;&#x9762;&#x306E;&#x6C34;&#x3092;&#x547D;&#x3058;&#x305F;&#x3068;&#x7D50;&#x6676;&#x5B50;&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306A;&#x6C37;&#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x3001;&#x30D6;&#x30E9;&#x30C3;&#x30B0; &#x30B9;&#x30DD;&#x30C3;&#x30C8;&#x3068;&#x30C7;&#x30D0;&#x30A4;-&#x30B7;&#x30A7;&#x30E9;&#x30FC; &#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x306E;&#x91CD;&#x306D;&#x5408;&#x308F;&#x305B;&#x3067;&#x660E;&#x3089;&#x304B;&#x3068;&#x306E;&#x5171;&#x5B58;&#x3092;&#x89B3;&#x5BDF;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x69CB;&#x9020;&#x4F53;&#x512A;&#x6027;&#x7ACB;&#x65B9;&#x3068;&#x5224;&#x65AD;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x304C;&#x3001;&#x8D85;&#x9AD8;&#x901F;&#x57FA;&#x677F;&#x6E29;&#x5EA6;&#x30B8;&#x30E3;&#x30F3;&#x30D7;&#x5F8C;&#x306B;&#x305D;&#x308C;&#x305E;&#x308C;&#x7570;&#x306A;&#x308B;&#x30C0;&#x30A4;&#x30CA;&#x30DF;&#x30AF;&#x30B9;&#x3092;&#x7D4C;&#x308B;&#x3002;&#x5909;&#x5316;&#x306E;&#x5C40;&#x6240;&#x4ED8;&#x7740;&#x8DDD;&#x96E2; &#xFF08;&#x30AA;&#x30CF;&#x30A4;&#x30AA;&#x5DDE;&#x3002;O &#x3068; O.O) &#x6642;&#x9593;&#x3092;&#x6211;&#x3005; &#x77ED;&#x3044;&#x6642;&#x9593;&#x3067;&#x9060;&#x304F;&#x304B;&#x3089;&#x5E73;&#x8861;&#x653F;&#x6A29;&#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x5909;&#x5316;&#x3092;&#x89E3;&#x660E;&#x3057;&#x3001;&#x5E73;&#x8861;&#x306E;&#x8FD1;&#x304F;&#x3067;&#x306E;&#x9577;&#x3044;&#x6642;&#x9593;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x8D85;&#x9AD8;&#x901F;&#x96FB;&#x5B50;&#x7DDA;&#x7D50;&#x6676;&#x754C;&#x9762;&#x306E;&#x6C34;&#x306E;&#x3002;

&#xC6B0;&#xB9AC; &#xBCF4;&#xACE0; &#xC9C1;&#xC811; &#xCE21;&#xC815; &#xD558;&#xB294; &#xAD6C;&#xC870;&#xC640; &#xACC4;&#xBA74; &#xBB3C;&#xC758; &#xC5ED;&#xD559; &#xCE5C;&#xC218;&#xC131; &#xD45C;&#xBA74;&#xC5D0; &#xCD08;&#xACE0;&#xC18D; &#xC804;&#xC790; &#xACB0;&#xC815;&#xD559;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xC6D0;&#xC790; &#xC2A4;&#xCF00;&#xC77C; &#xD574;&#xC0C1;&#xB3C4;. &#xB098;&#xB178;&#xBBF8;&#xD130; &#xADDC;&#xBAA8;&#xB85C; &#xC815;&#xB82C; &#xB41C; &#xD45C;&#xBA74; &#xBB3C;, crystallite &#xAC19;&#xC740; &#xC5BC;&#xC74C; &#xAD6C;&#xC870;, &#xBE0C;&#xB798;&#xADF8; &#xBC18;&#xC810;&#xACFC; Debye Scherrer &#xB9C1;&#xC758; &#xC911;&#xCCA9;&#xC5D0; &#xBD84;&#xBA85; &#xACF5;&#xC874;&#xC744; &#xAD00;&#xCC30;&#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xAD6C;&#xC870; &#xC9C0;&#xBC30;&#xC801; &#xC785;&#xBC29; &#xACB0;&#xC815; &#xD588;&#xB2E4; &#xD558;&#xC9C0;&#xB9CC; &#xCD08;&#xACE0;&#xC18D; &#xAE30;&#xD310; &#xC628;&#xB3C4; &#xC810;&#xD504; &#xD6C4; &#xAC01;&#xAC01; &#xB2E4;&#xB978; &#xC5ED;&#xD559;&#xC744; &#xACAA; &#xC2B5;. &#xBCC0;&#xACBD; &#xC9C0;&#xC5ED; &#xBCF8;&#xB4DC; &#xAC70;&#xB9AC; (&#xC624;.O &#xBC0F; O.O) &#xC2DC;&#xAC04;&#xACFC; &#xD568;&#xAED8;, &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xC9E7;&#xC740; &#xC2DC;&#xAC04;&#xC5D0; &#xD3C9;&#xD615;&#xC5D0;&#xC11C; &#xBA40;&#xB9AC; &#xC815;&#xAD8C;&#xC5D0;&#xC11C; &#xAD6C;&#xC870; &#xBCC0;&#xACBD; &#xD574;&#xBA85; &#xBC0F; &#xADFC;&#xCC98; &#xD3C9;&#xD615;&#xC5D0;&#xC11C; &#xAE34; &#xC2DC;&#xAC04;.

&#xACC4;&#xBA74; &#xBB3C;&#xC758; &#xCD08;&#xACE0;&#xC18D; &#xC804;&#xC790; &#xACB0;&#xC815;&#xD559;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;.

Divulgamos la determinaci&oacute;n directa de las estructuras y la din&aacute;mica de agua superficial sobre una superficie hidrof&iacute;lica con resoluci&oacute;n de escala at&oacute;mica utilizando Cristalograf&iacute;a de electr&oacute;nica ultrarr&aacute;pida. En la escala del nan&oacute;metro, observamos la coexistencia de aguas superficiales ordenada y hielo cristalito-como estructuras, evidentes en la superposici&oacute;n de manchas de Bragg y anillos de Debye-Scherrer. Las estructuras estaban decididas a ser dominante c&uacute;bico, pero cada uno sufre diferentes din&aacute;micas despu&eacute;s de saltar de la temperatura del substrato ultrarr&aacute;pida. De los cambios en las distancias de enlace local (OH.O y oo) con el tiempo, hemos aclarado los cambios estructurales en el r&eacute;gimen de lejos-de-equilibrio en tiempos cortos y cerca de equilibrar a largo tiempo.

Cristalograf&iacute;a de electr&oacute;nica ultrarr&aacute;pida de agua superficial.

&#x7ED3;&#x6784;&#x548C;&#x52A8;&#x6001;&#x7684;&#x751F;&#x7269;&#x6A21;&#x578B;&#x53CC;&#x5C42;&#x4F7F;&#x7528;&#x8D85;&#x5FEB;&#x7535;&#x5B50;&#x6676;&#x4F53;&#x5B66;&#x62A5;&#x544A;&#x4E0E;&#x539F;&#x5B50;&#x5C3A;&#x5EA6;&#x7684;&#x51B3;&#x8BAE;&#x3002;&#x53CC;&#x5C42;&#x6D3E;&#x4EE3;&#x8868;&#x6216;&#x82B1;&#x751F; (&#x70F7;) &#x8102;&#x80AA;&#x9178;&#x6709;&#x5E8F;&#x7ED3;&#x6784;&#x4EA4;&#x5B58;&#x5305;&#x542B; 40 &#x4E2A;&#x78B3;&#x539F;&#x5B50;&#x7684;&#x4E24;&#x6761;&#x94FE; &#xFF08;&#x5927;&#x7EA6; = 50 &#x57C3;&#xFF09;&#xFF0C;&#x758F;&#x6C34;&#x6027;&#x57FA;&#x677F;&#x4E0A;&#x6C22;&#x7EC8;&#x6B62; silicon(111) &#x8868;&#x9762;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x786E;&#x5B9A;&#x7684; 2D &#x5927;&#x4F1A;&#xFF0C;&#x5EFA;&#x7ACB;&#x94FE;&#x7684;&#x53D6;&#x5411;&#x548C; CH2 &#x8DDD;&#x79BB;&#x7684;&#x4E9A;&#x7EC6;&#x80DE;&#x7ED3;&#x6784;&#xFF1A; a0 = 4.7 &#x57C3;&#xFF0C;b0 = 8.0 &#x57C3;&#x548C; c0 = 2.54 &#x57C3;&#x3002;&#x4E3A;&#x7ED3;&#x6784;&#x52A8;&#x529B;&#x5B66;&#x884D;&#x5C04;&#x5E27;&#x91C7;&#x53D6;&#x4E86;&#x6BCF; 1 &#x79D2;&#x540E;&#x98DE;&#x79D2;&#x6E29;&#x5EA6;&#x8DF3;&#x8F6C;&#x3002;&#x89C2;&#x6D4B;&#x5230;&#x7684;&#x8FD0;&#x52A8;&#xFF0C;&#x5177;&#x6709; sub-angstroms &#x5206;&#x8FA8;&#x7387;&#x548C;&#x7075;&#x654F;&#x5EA6;&#x5355;&#x5C42;&#xFF0C;&#x6E05;&#x695A;&#x5730;&#x8868;&#x660E;&#x4EC5;&#x6CBF;&#x8102;&#x80AA;&#x94FE;&#xFF0C;&#x8DDF;&#x975E;&#x5E73;&#x8861;&#x6536;&#x7F29;&#x548C;&#x8C03;&#x6574;&#x65F6;&#x95F4;&#x8F83;&#x957F;&#xFF0C;&#x53CC;&#x5C42;&#x7684;&#x8FDE;&#x8D2F;&#x5404;&#x5411;&#x5F02;&#x6027;&#x6269;&#x5927;&#x3002;&#x8FD9;&#x9879;&#x8BAE;&#x6848;&#x662F;&#x6307;&#x793A;&#x6027;&#x7684;&#x8D85;&#x77ED;&#x65F6;&#x95F4;&#x89C4;&#x6A21;&#x548C;&#x80FD;&#x6E90;&#x518D;&#x5206;&#x914D; anharmonically &#x52A0;&#x4E0A;&#x503A;&#x5238;&#x548C;&#x8F83;&#x957F;&#x7684;&#x65F6;&#x95F4;&#x5C3A;&#x5EA6;&#x4E0A;&#x6269;&#x6563;&#x4E4B;&#x95F4;&#x7684;&#x975E;&#x7EBF;&#x6027;&#x884C;&#x4E3A;&#x3002;&#x89C2;&#x5BDF;&#x8FD9;&#x79CD;&#x539F;&#x5B50;&#x8FD0;&#x52A8;&#x7684;&#x590D;&#x6742;&#x7ED3;&#x6784;&#x548C;&#x63A5;&#x53E3;&#x7684;&#x80FD;&#x529B;&#x662F;&#x901A;&#x8FC7;&#x4F7F;&#x7528;&#x8D85;&#x5FEB;&#x7535;&#x5B50;&#x6676;&#x4F53;&#x5B66;&#x6D4B;&#x5B9A;&#x751F;&#x7269;&#x5927;&#x5206;&#x5B50;&#x52A8;&#x529B;&#x5B66;&#x7ED3;&#x6784;&#x7684;&#x4E00;&#x4E2A;&#x91CD;&#x5927;&#x98DE;&#x8DC3;&#x3002;

&#x539F;&#x5B50;&#x7EA7;&#x7684;&#x8D85;&#x5FEB;&#x7535;&#x5B50;&#x6676;&#x4F53;&#x5B66;&#x89C2;&#x5BDF;&#x5230;&#x7684;&#x8102;&#x80AA;&#x9178;&#x53CC;&#x5C42;&#x52A8;&#x529B;&#x7ED3;&#x6784;&#x3002;

The structure and dynamics of a biological model bilayer are reported with atomic-scale resolution by using ultrafast electron crystallography. The bilayer was deposited as a Langmuir-Blodgett structure of arachidic (eicosanoic) fatty acids with the two chains containing 40 carbon atoms (approximately = 50 angstroms), on a hydrophobic substrate, the hydrogen terminated silicon(111) surface. We determined the structure of the 2D assembly, establishing the orientation of the chains and the subunit cell of the CH2 distances: a0 = 4.7 angstroms, b0 = 8.0 angstroms, and c0 = 2.54 angstroms. For structural dynamics, the diffraction frames were taken every 1 picosecond after a femtosecond temperature jump. The observed motions, with sub-angstroms resolution and monolayer sensitivity, clearly indicate the coherent anisotropic expansion of the bilayer solely along the aliphatic chains, followed by nonequilibrium contraction and restructuring at longer times. This motion is indicative of a nonlinear behavior among the anharmonically coupled bonds on the ultrashort time scale and energy redistribution and diffusion on the longer time scale. The ability to observe such atomic motions of complex structures and at interfaces is a significant leap forward for the determination of macromolecular dynamical structures by using ultrafast electron crystallography.

Atomic-scale dynamical structures of fatty acid bilayers observed by ultrafast electron crystallography.

La structure et la dynamique d&#39;une bicouche de mod&egrave;le biologique est signal&eacute;e avec une r&eacute;solution de l&#39;&eacute;chelle atomique &agrave; l&#39;aide de cristallographie &eacute;lectronique ultrarapide. La bicouche a &eacute;t&eacute; d&eacute;pos&eacute;e comme une structure de Langmuir-Blodgett d&#39;acides gras arachidique (eicosano&iuml;que) avec les deux cha&icirc;nes contenant 40 atomes de carbone (environ = 50 angstr&ouml;ms), sur un substrat hydrophobe, l&#39;hydrog&egrave;ne mis fin &agrave; la surface de silicon(111). Nous avons d&eacute;termin&eacute; la structure de l&#39;assemblage 2D, &eacute;tablir l&#39;orientation des cha&icirc;nes et la cellule de sous-unit&eacute; des distances CH2 : a0 = 4,7 angstr&ouml;ms, b0 = 8,0 angstr&ouml;ms et c0 = 2,54 angstr&ouml;ms. Pour la dynamique des structures, les images de diffraction ont &eacute;t&eacute; prises &agrave; chaque 1 picoseconde apr&egrave;s saut de temp&eacute;rature femtoseconde. Les mouvements observ&eacute;s, avec une r&eacute;solution de sub-angstroms et de sensibilit&eacute; de la monocouche, indiquent clairement l&#39;expansion anisotrope coh&eacute;rente de la bicouche uniquement le long des cha&icirc;nes aliphatiques, suivie par la contraction de non-&eacute;quilibre et restructuration &agrave; plus longs. Ce mouvement t&eacute;moigne d&#39;un comportement non lin&eacute;aire entre les obligations d&#39;anharmonically coupl&eacute; sur la redistribution d&#39;&eacute;chelle et de l&#39;&eacute;nergie de temps ultracourts et diffusion sur l&#39;&eacute;chelle de temps plus longue. La capacit&eacute; d&#39;observer ces motions atomiques de structures complexes et aux interfaces est une avanc&eacute;e significative pour la d&eacute;termination de structures macromol&eacute;culaires de dynamiques &agrave; l&#39;aide de la cristallographie &eacute;lectronique ultrarapide.

&Eacute;chelle atomique structures dynamiques d&#39;acide gras bicouches observ&eacute;es par cristallographie &eacute;lectronique ultrarapide.

Atomarer Skala dynamischen Strukturen des Fetts&#xE4;ure-Doppelschichten durch ultraschnelle Elektronenkristallographie beobachtet.

La struttura e la dinamica di un doppio strato di modello biologico &egrave; segnalati con risoluzione su scala atomica mediante cristallografia elettrone ultraveloce. Il doppio strato &egrave; stato depositato come una struttura di Langmuir-Blodgett degli acidi grassi arachico (eicosanoic) con le due catene contenenti atomi di carbonio 40 (= circa 50 Angstrom), su un substrato idrofobo, l&#39;idrogeno ha terminato la superficie silicon(111). Abbiamo determinato la struttura dell&#39;Assemblea 2D, che istituisce l&#39;orientamento delle catene e la cella di subunit&agrave; delle distanze CH2: a0 = 4,7 Angstrom, b0 = 8,0 Angstrom e c0 = 2.54 Angstrom. Per dinamica strutturale, le cornici di diffrazione sono state scattate ogni 1 picosecondo dopo una temperatura femtosecondo saltare. I moti osservati, con sub-angstroms risoluzione e sensibilit&agrave; monostrato, indicano chiaramente l&#39;espansione anisotropico coerente del doppio strato esclusivamente lungo le catene alifatiche, seguita da contrazione nonequilibrium e ristrutturazione in tempi pi&ugrave; lunghi. Questo movimento &egrave; indicativo di un comportamento non lineare tra le obbligazioni anharmonically accoppiato sulla ridistribuzione di energia e scala tempo ultrashort e diffusione della scala di tempo pi&ugrave; lungo. La capacit&agrave; di osservare tali moti atomici di strutture complesse e alle interfacce &egrave; un significativo balzo in avanti per la determinazione delle strutture macromolecolari dinamici utilizzando la cristallografia elettrone ultraveloce.

Su scala atomica dynamical strutture di acidi grassi bilayer osservato da cristallografia elettrone ultraveloce.

&#x69CB;&#x9020;&#x3068;&#x751F;&#x4F53;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x819C;&#x306E;&#x30C0;&#x30A4;&#x30CA;&#x30DF;&#x30AF;&#x30B9;&#x539F;&#x5B50;&#x30B9;&#x30B1;&#x30FC;&#x30EB;&#x5206;&#x89E3;&#x80FD;&#x3067;&#x8D85;&#x9AD8;&#x901F;&#x96FB;&#x5B50;&#x7DDA;&#x7D50;&#x6676;&#x5B66;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x3066;&#x5831;&#x544A;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059;&#x3002;2 &#x5C64;&#x30A2;&#x30E9;&#x30AD;&#x30F3;&#x9178; (eicosanoic) &#x306E;&#x8102;&#x80AA;&#x9178;&#x306E; Lb &#x69CB;&#x9020;&#x3068;&#x3057;&#x3066; 40 &#x500B;&#x306E;&#x70AD;&#x7D20;&#x539F;&#x5B50;&#x3092;&#x542B;&#x3080; 2 &#x3064;&#x306E;&#x30C1;&#x30A7;&#x30FC;&#x30F3;&#x3067;&#x6C88;&#x6BBF;&#x3057;&#x305F; &#xFF08;&#x7D04; 50 &aring; &#x306E; =&#xFF09; &#x306F;&#x758E;&#x6C34;&#x6027;&#x306E;&#x57FA;&#x677F;&#x4E0A;&#x306E;&#x6C34;&#x7D20;&#x7D42;&#x7AEF; silicon(111) &#x8868;&#x9762;&#x3002;&#x6211;&#x3005; &#x306F;&#x9396;&#x306E;&#x914D;&#x5411;&#x3068; CH2 &#x306E;&#x8DDD;&#x96E2;&#x306E;&#x30B5;&#x30D6;&#x30E6;&#x30CB;&#x30C3;&#x30C8;&#x7D30;&#x80DE;&#x3092;&#x78BA;&#x7ACB;&#x3059;&#x308B; 2D &#x306E;&#x30A2;&#x30BB;&#x30F3;&#x30D6;&#x30EA;&#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x6C7A;&#x5B9A;: a0 4.7 &#x30AA;&#x30F3;&#x30B0;&#x30B9;&#x30C8;&#x30ED;&#x30FC;&#x30E0;&#x3001;b0 = = 8.0 &#x30AA;&#x30F3;&#x30B0;&#x30B9;&#x30C8;&#x30ED;&#x30FC;&#x30E0;&#x3068; c0 = 2.54 &#x30AA;&#x30F3;&#x30B0;&#x30B9;&#x30C8;&#x30ED;&#x30FC;&#x30E0;&#x3002;&#x30D5;&#x30A7;&#x30E0;&#x30C8;&#x79D2;&#x6E29;&#x5EA6;&#x30B8;&#x30E3;&#x30F3;&#x30D7;&#x5F8C;&#x69CB;&#x9020;&#x52D5;&#x529B;&#x5B66;&#x56DE;&#x6298;&#x30D5;&#x30EC;&#x30FC;&#x30E0;&#x6BCE; 1 &#x30D4;&#x30B3;&#x79D2;&#x64AE;&#x5F71;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x89B3;&#x6E2C;&#x5730;&#x9707;&#x52D5;&#x306E; sub-angstroms &#x89E3;&#x50CF;&#x5EA6;&#x3068;&#x5358;&#x5206;&#x5B50;&#x819C;&#x306E;&#x611F;&#x5EA6;&#x3068;&#x30B3;&#x30D2;&#x30FC;&#x30EC;&#x30F3;&#x30C8;&#x7570;&#x65B9;&#x6027;&#x81A8;&#x5F35;&#x4E8C;&#x91CD;&#x819C;&#x306B;&#x3088;&#x308B;&#x975E;&#x5E73;&#x8861;&#x53CE;&#x7E2E;&#x306B;&#x5F93;&#x3044;&#x3001;&#x9577;&#x3044;&#x56DE;&#x3067;&#x30EA;&#x30B9;&#x30C8;&#x30E9;&#x3060;&#x3051;&#x8102;&#x80AA;&#x65CF;&#x9396;&#x3001;&#x306B;&#x6CBF;&#x3063;&#x3066;&#x306E;&#x660E;&#x793A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x52D5;&#x304D;&#x306F;&#x8D85;&#x77ED;&#x6642;&#x9593;&#x306E;&#x30B9;&#x30B1;&#x30FC;&#x30EB;&#x3068;&#x30A8;&#x30CD;&#x30EB;&#x30AE;&#x30FC;&#x306E;&#x518D;&#x914D;&#x5E03;&#x306B;&#x95A2;&#x3059;&#x308B; anharmonically &#x306E;&#x7D50;&#x5408;&#x50B5;&#x3068;&#x9577;&#x3044;&#x6642;&#x9593;&#x30B9;&#x30B1;&#x30FC;&#x30EB;&#x3067;&#x306E;&#x62E1;&#x6563;&#x306E;&#x9593;&#x3067;&#x306E;&#x975E;&#x7DDA;&#x5F62;&#x6319;&#x52D5;&#x3092;&#x793A;&#x3059;&#x3082;&#x306E;&#x3067;&#x3059;&#x3002;&#x80FD;&#x529B;&#x3092;&#x3053;&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306A;&#x8907;&#x96D1;&#x306A;&#x69CB;&#x9020;&#x3068;&#x754C;&#x9762;&#x3067;&#x306E;&#x539F;&#x5B50;&#x904B;&#x52D5;&#x3092;&#x89B3;&#x5BDF;&#x306F;&#x8D85;&#x9AD8;&#x901F;&#x96FB;&#x5B50;&#x7DDA;&#x7D50;&#x6676;&#x5B66;&#x3092;&#x7528;&#x3044;&#x305F;&#x751F;&#x4F53;&#x9AD8;&#x5206;&#x5B50;&#x306E;&#x52D5;&#x7684;&#x69CB;&#x9020;&#x306E;&#x5B9A;&#x91CF;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x5927;&#x304D;&#x306A;&#x98DB;&#x8E8D;&#x3067;&#x3059;&#x3002;

&#x539F;&#x5B50;&#x30B9;&#x30B1;&#x30FC;&#x30EB;&#x529B;&#x5B66;&#x7684;&#x8D85;&#x9AD8;&#x901F;&#x96FB;&#x5B50;&#x7DDA;&#x7D50;&#x6676;&#x5B66;&#x306B;&#x3088;&#x308B;&#x89B3;&#x5BDF;&#x8102;&#x80AA;&#x9178;&#x7A4D;&#x5C64;&#x819C;&#x69CB;&#x9020;&#x3002;

&#xAD6C;&#xC870;&#xC640; &#xC0DD;&#xBB3C;&#xD559;&#xC801; &#xBAA8;&#xB378; bilayer &#xC5ED;&#xD559; &#xCD08;&#xACE0;&#xC18D; &#xC804;&#xC790; &#xACB0;&#xC815;&#xD559;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xC6D0;&#xC790; &#xC2A4;&#xCF00;&#xC77C; &#xD574;&#xC0C1;&#xB3C4; &#xD568;&#xAED8; &#xBCF4;&#xACE0; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. 40 &#xD0C4;&#xC18C; &#xC6D0;&#xC790;&#xB97C; &#xD3EC;&#xD568; &#xD558;&#xB294; &#xB450; &#xAC1C;&#xC758; &#xCCB4;&#xC778;&#xC73C;&#xB85C; arachidic (eicosanoic) &#xC9C0;&#xBC29;&#xC0B0;&#xC758; Langmuir Blodgett &#xAD6C;&#xC870;&#xB85C; bilayer &#xC785;&#xAE08; (&#xC57D; 50 angstroms =), &#xC18C;&#xC218; &#xC131; &#xAE30;&#xC9C8;&#xC5D0; &#xC218;&#xC18C; silicon(111) &#xD654;&#xBA74;&#xC744; &#xC885;&#xB8CC; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xCCB4;&#xC778;&#xC758; &#xBC29;&#xD5A5;&#xACFC; CH2 &#xAC70;&#xB9AC;&#xC758; &#xC18C; &#xB2E8;&#xC704; &#xC140;&#xC744; &#xC124;&#xC815; &#xD558;&#xB294; 2D &#xC5B4;&#xC148;&#xBE14;&#xB9AC;&#xC758; &#xAD6C;&#xC870;&#xB97C; &#xACB0;&#xC815;: a0 4.7 angstroms, b0 = = 8.0 angstroms &#xBC0F; c0 = 2.54 angstroms. &#xAD6C;&#xC870; &#xC5ED;&#xD559;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xD3A8; &#xC628;&#xB3C4; &#xC810;&#xD504; &#xD6C4; &#xD68C;&#xC808; &#xD504;&#xB808;&#xC784; &#xB9C8;&#xB2E4; 1 &#xD53C;&#xCF54;&#xB97C; &#xCD2C;&#xC601; &#xD588;&#xB2E4;. Sub-angstroms &#xD574;&#xC0C1;&#xB3C4;&#xC640; &#xB2E8;&#xCE35; &#xAC10;&#xB3C4;, &#xAD00;&#xCC30; &#xB41C; &#xB3D9;&#xC791; &#xBA85;&#xD655; &#xD558; &#xAC8C; &#xC720;&#xC77C; &#xD558; &#xAC8C; &#xC9C0;&#xBC29; &#xCCB4;&#xC778; nonequilibrium &#xC218;&#xCD95;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xADF8;&#xB9AC;&#xACE0; &#xB354; &#xAE34; &#xC2DC;&#xAC04;&#xC5D0; &#xAD6C;&#xC870; &#xC870;&#xC815; &#xB530;&#xB77C; bilayer&#xC758; &#xC77C;&#xAD00; &#xB41C; &#xC774;&#xBC29;&#xC131; &#xD655;&#xC7A5;&#xC744; &#xB098;&#xD0C0;&#xB0C5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774; &#xBAA8;&#xC158; ultrashort &#xC2DC;&#xAC04; &#xADDC;&#xBAA8; &#xBC0F; &#xC5D0;&#xB108;&#xC9C0; &#xC7AC;&#xBD84;&#xBC30;&#xC5D0; &#xACB0;&#xD569; anharmonically &#xCC44;&#xAD8C;&#xACFC; &#xB354; &#xAE34; &#xC2DC;&#xAC04; &#xADDC;&#xBAA8;&#xC5D0; &#xBCF4;&#xAE09; &#xC911; &#xBE44;&#xC120;&#xD615; &#xB3D9;&#xC791;&#xC744; &#xB098;&#xD0C0;&#xB0B4;&#xB294; &#xAC83;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC778;&#xD130;&#xD398;&#xC774;&#xC2A4;&#xC640; &#xBCF5;&#xC7A1; &#xD55C; &#xAD6C;&#xC870;&#xC758; &#xC6D0;&#xC790; &#xC6C0;&#xC9C1;&#xC784; &#xB4F1;&#xC744; &#xAD00;&#xCC30; &#xD558;&#xB294; &#xB2A5;&#xB825; &#xCD08;&#xACE0;&#xC18D; &#xC804;&#xC790; &#xACB0;&#xC815;&#xD559;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xB3D9;&#xC801; &#xAD6C;&#xC870; &#xACE0;&#xBD84;&#xC790;&#xC758; &#xACB0;&#xC815;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC911;&#xC694; &#xD55C; &#xB3C4;&#xC57D; &#xC774;&#xB2E4;.

&#xC6D0;&#xC790; &#xC2A4;&#xCF00;&#xC77C; &#xCD08;&#xACE0;&#xC18D; &#xC804;&#xC790; &#xACB0;&#xC815;&#xD559;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xAD00;&#xCC30; &#xB41C; &#xC9C0;&#xBC29;&#xC0B0; bilayers&#xC758; &#xC5ED; &#xB3D9; &#xAD6C;&#xC870;.

La estructura y din&aacute;mica de una bicapa de modelo biol&oacute;gico se divulga con resoluci&oacute;n de escala at&oacute;mica utilizando Cristalograf&iacute;a de electr&oacute;nica ultrarr&aacute;pida. La bicapa se deposit&oacute; como una estructura de Langmuir-Blodgett de &aacute;cidos grasos de araqu&iacute;dico (eicosanoico) con las dos cadenas que contienen 40 &aacute;tomos de carbono (= aproximadamente 50 angstroms), sobre un sustrato hidrof&oacute;bico, el hidr&oacute;geno termin&oacute; silicon(111) superficie. Determinamos la estructura de la Asamblea 2D, establecer la orientaci&oacute;n de las cadenas y la c&eacute;lula de la subunidad de las distancias de CH2: a0 = 4,7 angstroms, b0 = 8.0 angstroms y c0 = 2,54 angstroms. Din&aacute;mica estructural, los marcos de difracci&oacute;n se tuvieron cada 1 picosegundo despu&eacute;s de saltar de una temperatura de femtosegundos. Los movimientos observados, con sub-angstroms de resoluci&oacute;n y sensibilidad de la monocapa, indican claramente la expansi&oacute;n anisotr&oacute;pica coherente de la bicapa &uacute;nicamente a lo largo de las cadenas alif&aacute;ticas, seguido por la contracci&oacute;n de no equilibrio y reestructuraci&oacute;n en tiempos m&aacute;s largos. Este movimiento es indicativo de un comportamiento no lineal entre los bonos de anharmonically juntada en la redistribuci&oacute;n de la energ&iacute;a y escala de tiempo ultracortos y difusi&oacute;n en la escala de tiempo m&aacute;s largo. La capacidad de observar tales movimientos at&oacute;micos de estructuras complejas y en interfaces es un importante salto adelante para la determinaci&oacute;n de estructuras macromoleculares de din&aacute;micas mediante cristalograf&iacute;a de electr&oacute;nica ultrarr&aacute;pida.

Escala at&oacute;mica din&aacute;micas estructuras del &aacute;cido graso bicapas observados por Cristalograf&iacute;a electr&oacute;nica ultrarr&aacute;pida.

&#x78F7;&#x8102;&#x7684;&#x8D85;&#x5FEB;&#x7535;&#x5B50;&#x7ED3;&#x6676;&#x3002;

Ultrafast electron crystallography of phospholipids.

Cristallographie d&#39;&eacute;lectron ultrarapide des phospholipides.

Ultraschneller Elektron Kristallographie von Phospholipiden.

Cristallografia elettrone ultraveloce di fosfolipidi.

&#x8D85;&#x9AD8;&#x901F;&#x96FB;&#x5B50;&#x7DDA;&#x7D50;&#x6676;&#x5B66;&#x30EA;&#x30F3;&#x8102;&#x8CEA;&#x306E;&#x3002;

&#xC778;&#xC9C0;&#xC9C8;&#xC758; &#xCD08;&#xACE0;&#xC18D; &#xC804;&#xC790; &#xACB0;&#xC815;&#xD559;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;.

Cristalograf&iacute;a de electr&oacute;nica ultrarr&aacute;pida de fosfol&iacute;pidos.

&#x8D85;&#x5FEB;&#x7535;&#x5B50;&#x7684;&#x539F;&#x5B50;&#x7EA7;&#x5206;&#x8FA8;&#x7387;&#x7684;&#x8868;&#x9762;&#x7ED3;&#x6784;&#x52A8;&#x529B;&#x5B66;&#x7684;&#x7ED3;&#x6676;&#x3002;

Ultrafast electron crystallography of surface structural dynamics with atomic-scale resolution.

Cristallographie d&#39;&eacute;lectronique ultrarapide de surface dynamique structurale avec une r&eacute;solution de l&#39;&eacute;chelle atomique.

Ultraschneller Elektron Kristallographie der Oberfl&auml;che Strukturdynamik mit atomarer Skala Aufl&ouml;sung.

Cristallografia elettrone ultraveloce di superficie dinamica strutturale con risoluzione su scala atomica.

&#x8D85;&#x9AD8;&#x901F;&#x96FB;&#x5B50;&#x7DDA;&#x7D50;&#x6676;&#x8868;&#x9762;&#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x30C0;&#x30A4;&#x30CA;&#x30DF;&#x30AF;&#x30B9;&#x539F;&#x5B50;&#x30B9;&#x30B1;&#x30FC;&#x30EB;&#x5206;&#x89E3;&#x80FD;&#x3092;&#x6301;&#x3064;&#x3002;

&#xC6D0;&#xC790; &#xB2E8;&#xC704; &#xBD84;&#xD574;&#xB2A5; &#xD45C;&#xBA74; &#xAD6C;&#xC870; &#xC5ED;&#xD559;&#xC758; &#xCD08;&#xACE0;&#xC18D; &#xC804;&#xC790; &#xACB0;&#xC815;&#xD559;.

Cristalograf&iacute;a de electr&oacute;nica ultrarr&aacute;pida de superficie din&aacute;mica estructural con la resoluci&oacute;n de la escala at&oacute;mica.

&#x5E94;&#x529B;&#x8F74;&#x627F;&#x7EC4;&#x4EF6;&#x7684;&#x7EC6;&#x83CC;&#x7684;&#x7EC6;&#x80DE;&#x58C1; &mdash; &mdash; &#x79F0;&#x4E3A;&#x7403;&#x56CA; &mdash; &mdash; &#x591A; gigadalton &#x888B;&#x6837;&#x5206;&#x5B50;&#x5408;&#x6210;&#x80BD;&#x805A;&#x7CD6;&#x3002;&#x800C;&#x5DF2;&#x77E5;&#x7684;&#x5316;&#x5B66;&#x6210;&#x5206;&#x548C;&#x80BD;&#x805A;&#x7CD6;&#x5206;&#x80A1; (&#x4E2D;&#x81F3;&#x5C11;&#x4E00;&#x4E2A;&#x6784;&#x8C61;&#xFF09; &#x7684; 3 &#x7EF4;&#x7ED3;&#x6784;&#xFF0C;&#x7EC4;&#x88C5;&#x7684;&#x4F53;&#x7CFB;&#x7ED3;&#x6784;&#x4E0D;&#x662F;&#x7403;&#x56CA;&#x7684;&#x3002;&#x56DB;&#x5341;&#x5E74;&#x6765;&#x4EF7;&#x503C;&#x7684;&#x751F;&#x5316;&#x548C;&#x7535;&#x955C;&#x89C2;&#x5BDF;&#x5B9E;&#x9A8C;&#x4E86;&#x4E24;&#x4E2A;&#x9886;&#x5148;&#x7684;&#x4E09;&#x7EF4;&#x80BD;&#x805A;&#x7CD6;&#x6A21;&#x578B;&#xFF1A;&quot;&#x5206;&#x5C42;&quot;&#x548C;&quot;&#x811A;&#x624B;&#x67B6;&quot;&#xFF0C;&#x5728;&#x5176;&#x4E2D;&#x7CD6;&#x675F;&#x5E73;&#x884C;&#x548C;&#x5782;&#x76F4;&#x4E8E;&#x7EC6;&#x80DE;&#x8868;&#x9762;&#xFF0C;&#x5206;&#x522B;&#x662F;&#x3002;&#x5728;&#x8FD9;&#x91CC;&#x6211;&#x4EEC;&#x89E3;&#x51B3;&#x7EAF;&#x51C0;&#x3001; &#x51BB;&#x7ED3;&#x6C34;&#x5408;&#x4E00;&#x901A;&#x8FC7;&#x7535;&#x5B50; cryotomography &#x7684;&#x57FA;&#x672C;&#x4F53;&#x7CFB;&#x7ED3;&#x6784;&#x3002;&#x5355;&#x4E2A;&#x56FE;&#x5C42;&#x7684;&#x805A;&#x7CD6;&#x8EBA;&#x5728;&#x9769;&#x5170;&#x9634;&#x6027;&#x7403;&#x56CA;&#xFF0C;&#x5E73;&#x884C;&#x4E8E;&#x7EC6;&#x80DE;&#x8868;&#x9762;&#xFF0C;&#x5927;&#x81F4;&#x5782;&#x76F4;&#x4E8E;&#x957F;&#x8F74;&#x5305;&#x56F4;&#x4E2D;&#x6DF7;&#x4E71;&#x7684;&#x7B8D;&#x6837;&#x65B9;&#x5F0F;&#x7684;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x7684;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x3002;

&#x9769;&#x5170;&#x9634;&#x6027;&#x6746;&#x83CC;&#x80BD;&#x805A;&#x7CD6;&#x7684;&#x5206;&#x5B50;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x3002;

The stress-bearing component of the bacterial cell wall--a multi-gigadalton bag-like molecule called the sacculus--is synthesized from peptidoglycan. Whereas the chemical composition and the 3-dimensional structure of the peptidoglycan subunit (in at least one conformation) are known, the architecture of the assembled sacculus is not. Four decades' worth of biochemical and electron microscopy experiments have resulted in two leading 3-D peptidoglycan models: "Layered" and "Scaffold", in which the glycan strands are parallel and perpendicular to the cell surface, respectively. Here we resolved the basic architecture of purified, frozen-hydrated sacculi through electron cryotomography. In the Gram-negative sacculus, a single layer of glycans lie parallel to the cell surface, roughly perpendicular to the long axis of the cell, encircling the cell in a disorganized hoop-like fashion.

Molecular organization of Gram-negative peptidoglycan.

Le composant d&#x26;#39;encaissement de contraintes de la paroi cellulaire bact&#xE9;rienne - un multi-gigadalton en forme de sac mol&#xE9;cule appel&#xE9;e saccule - est synth&#xE9;tis&#xE9; &#xE0; partir du peptidoglycane. Consid&#xE9;rant que la composition chimique et la structure en 3 dimensions de la sous-unit&#xE9; du peptidoglycane (dans au moins une conformation) sont connus, l&#x26;#39;architecture du saccule assembl&#xE9;e n&#x26;#39;est pas. Une valeur de quatre d&#xE9;cennies d&#x26;#39;exp&#xE9;riences en microscopie &#xE9;lectronique et biochimiques ont donn&#xE9; lieu &#xE0; deux grands mod&#xE8;les peptidoglycane 3-D: &#x26;quot;stratifi&#xE9;s&#x26;quot; et &#x26;quot;&#xE9;chafaudage&#x26;quot;, dans lequel les brins glycanes sont parall&#xE8;les et perpendiculaires &#xE0; la surface des cellules, respectivement. Ici nous avons r&#xE9;solu la structure de base de la purifier, congel&#xE9;s-hydrat&#xE9;s sacculi travers cryotomography &#xE9;lectrons. Dans le saccule Gram-n&#xE9;gative, une seule couche de glycanes sont parall&#xE8;les &#xE0; la surface cellulaire, &#xE0; peu pr&#xE8;s perpendiculaire &#xE0; l&#x26;#39;axe long de la cellule, encerclant la cellule dans une frette d&#xE9;sorganis&#xE9; en forme de mode.

Organisation mol&#xE9;culaire des bact&#xE9;ries Gram-n&#xE9;gatives peptidoglycane

Die Stress-Lager-Komponente der bakteriellen Zellwand--ist ein Multi-Gigadalton-Tasche-wie-Molek&uuml;l namens der Sacculus--von Peptidoglycan synthetisiert. W&auml;hrend die chemische Zusammensetzung und die dreidimensionale Struktur der Peptidoglycan-Untereinheit (in mindestens eine Konformation) bekannt sind, ist die Architektur des montierten Sacculus nicht. Vier Jahrzehnte im Wert von biochemischen und Elektronenmikroskopie Experimente f&uuml;hrten zwei f&uuml;hrenden 3D Peptidoglycan-Modelle: &quot;Gestufte&quot; und &quot;Ger&uuml;st&quot;, in dem die Glykan-Str&auml;nge parallel und senkrecht an der Zelloberfl&auml;che, beziehungsweise sind. Hier beschlossen wir die grundlegende Architektur des gereinigten, gefroren-hydratisiert Sacculi durch Elektron-Cryotomography. In der gramnegativen Sacculus eine einlagige Glykane liegen parallel an der Zelloberfl&auml;che, die etwa senkrecht zur L&auml;ngsachse der Zelle, rings um die Zelle in einer desorganisierten Hoop-wie Mode.

Molekulare Organisation der gramnegativen Peptidoglycan.

La componente di stress-cuscinetto della parete cellulare batterica - una multi-gigadalton borsa-come molecola chiamata sacculo - &egrave; sintetizzato da peptidoglicano. Considerando che la composizione chimica e la struttura tridimensionale della subunit&agrave; di peptidoglicano (in almeno una conformazione) sono noti, l&#39;architettura del sacculo assemblato non lo &egrave;. Vale la pena di quattro decenni di biochimica e microscopia elettronica esperimenti hanno portato a due principali modelli di peptidoglicano 3D: &quot;Layered&quot; e &quot;Scaffold&quot;, in cui i fili glycan sono paralleli e perpendicolari alla superficie delle cellule, rispettivamente. Qui abbiamo risolto l&#39;architettura di base di sacculi purificati, congelati-idratato attraverso elettrone cryotomography. Nel sacculo Gram-negativo, un singolo strato di glicani si trovano paralleli alla superficie delle cellule, approssimativamente perpendicolare all&#39;asse lungo della cellula, che circonda la cella in una cerchio come la moda disorganizzata.

Organizzazione molecolare del peptidoglicano Gram-negativo.

&#x7D30;&#x83CC;&#x306E;&#x7D30;&#x80DE;&#x58C1;&#x306E;&#x5FDC;&#x529B; - &#x30D9;&#x30A2;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x30B3;&#x30F3;&#x30DD;&#x30FC;&#x30CD;&#x30F3;&#x30C8; -  sacculus&#x3068;&#x547C;&#x3070;&#x308C;&#x308B;&#x30DE;&#x30EB;&#x30C1;gigadalton&#x888B;&#x72B6;&#x5206;&#x5B50;&#x306F;&#x3001; - &#x30DA;&#x30D7;&#x30C1;&#x30C9;&#x30B0;&#x30EA;&#x30AB;&#x30F3;&#x304B;&#x3089;&#x5408;&#x6210;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x3002;&#x5316;&#x5B66;&#x7D44;&#x6210;&#x3068;&#x30DA;&#x30D7;&#x30C1;&#x30C9;&#x30B0;&#x30EA;&#x30AB;&#x30F3;&#x30B5;&#x30D6;&#x30E6;&#x30CB;&#x30C3;&#x30C8;&#xFF08;&#x5C11;&#x306A;&#x304F;&#x3068;&#x3082;&#x4E00;&#x3064;&#x306E;&#x30B3;&#x30F3;&#x30D5;&#x30A9;&#x30E1;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#xFF09;&#x306E;3&#x6B21;&#x5143;&#x69CB;&#x9020;&#x304C;&#x77E5;&#x3089;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x306E;&#x306B;&#x5BFE;&#x3057;&#x3001;&#x7D44;&#x307F;&#x7ACB;&#x3066;sacculus&#x306E;&#x30A2;&#x30FC;&#x30AD;&#x30C6;&#x30AF;&#x30C1;&#x30E3;&#x3067;&#x306F;&#x3042;&#x308A;&#x307E;&#x305B;&#x3093;&#x3002; &#x26;quot;&#x968E;&#x5C64;&#x5316;&#x26;quot;&#x3068; &#x26;quot;&#x8DB3;&#x5834;&#x26;quot;&#x3001;&#x7CD6;&#x9396;&#x306F;&#x3001;&#x305D;&#x308C;&#x305E;&#x308C;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x8868;&#x9762;&#x306B;&#x5E73;&#x884C;&#x3068;&#x5782;&#x76F4;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#xFF1A;&#x751F;&#x5316;&#x5B66;&#x7684;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x96FB;&#x5B50;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x5B9F;&#x9A13;&#x306E;&#x56DB;&#x5341;&#x5E74; &#x26;quot;&#x306E;&#x4FA1;&#x5024;&#x306F;2&#x3064;&#x306E;&#x4E3B;&#x8981;&#x306A;3-D&#x30DA;&#x30D7;&#x30C1;&#x30C9;&#x30B0;&#x30EA;&#x30AB;&#x30F3;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x3092;&#x3082;&#x305F;&#x3089;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x3053;&#x3053;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x96FB;&#x5B50;cryotomography&#x3092;&#x901A;&#x3057;&#x3066;&#x7CBE;&#x88FD;&#x3057;&#x3001;&#x51CD;&#x7D50;&#x6C34;&#x548C;&#x7403;&#x5F62;&#x56A2;&#x306E;&#x57FA;&#x672C;&#x7684;&#x306A;&#x30A2;&#x30FC;&#x30AD;&#x30C6;&#x30AF;&#x30C1;&#x30E3;&#x3092;&#x89E3;&#x6C7A;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x30B0;&#x30E9;&#x30E0;&#x9670;&#x6027;sacculus&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x7CD6;&#x9396;&#x306E;&#x5358;&#x5C64;&#x306F;&#x3001;&#x7121;&#x79E9;&#x5E8F;&#x306A;&#x30D5;&#x30FC;&#x30D7;&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306A;&#x65B9;&#x6CD5;&#x3067;&#x7D30;&#x80DE;&#x3092;&#x53D6;&#x308A;&#x56F2;&#x3093;&#x3067;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x9577;&#x8EF8;&#x306B;&#x307B;&#x307C;&#x5782;&#x76F4;&#x306B;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x8868;&#x9762;&#x306B;&#x5E73;&#x884C;&#x306B;&#x6A2A;&#x305F;&#x308F;&#x308B;&#x3002;

&#x30B0;&#x30E9;&#x30E0;&#x9670;&#x6027;&#x83CC;&#x30DA;&#x30D7;&#x30C1;&#x30C9;&#x30B0;&#x30EA;&#x30AB;&#x30F3;&#x306E;&#x5206;&#x5B50;&#x6A5F;&#x69CB;

&#xC2A4;&#xD2B8;&#xB808;&#xC2A4;-&#xBCA0;&#xC5B4;&#xB9C1; &#xAD6C;&#xC131; &#xC694;&#xC18C;-&#xC138;&#xADE0; &#xC138;&#xD3EC; &#xBCBD;&#xC758; sacculus-&#xB77C;&#xB294; &#xBA40;&#xD2F0;-gigadalton &#xAC00;&#xBC29; &#xAC19;&#xC740; &#xBD84;&#xC790; peptidoglycan&#xC5D0;&#xC11C; &#xD569;&#xC131; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xD654;&#xD559; &#xC870;&#xC131;&#xACFC; peptidoglycan &#xC18C; &#xB2E8;&#xC704; (&#xC801;&#xC5B4;&#xB3C4; &#xD55C; &#xB098; &#xB780;)&#xC5D0;&#xC11C; 3 &#xCC28;&#xC6D0; &#xAD6C;&#xC870;&#xAC00; &#xC54C;&#xB824;&#xC9C4; &#xBC18;&#xBA74; &#xC870;&#xB9BD;&#xB41C; sacculus &#xC544;&#xD0A4;&#xD14D;&#xCC98;&#xB294; &#xC544;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC0DD; &#xD654; &#xD559;&#xC801; &#xAC00;&#xCE58; 4 &#xB144;&#xAC04; &#xB450; &#xCD5C;&#xACE0;&#xC758; 3 &#xCC28;&#xC6D0; peptidoglycan &#xBAA8;&#xB378;&#xC5D0; &#xC804;&#xC790; &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD; &#xC2E4;&#xD5D8; &#xACB0;&#xACFC;: &quot;&#xACC4;&#xCE35;&#xD654; &#xB41C;&quot; &#xBC0F; &quot;&#xBE44; &#xACC4;&quot;&#xB294; glycan &#xAC00;&#xB2E5;&#xC740; &#xBCD1;&#xB82C; &#xBC0F; &#xC140; &#xD45C;&#xBA74;&#xC5D0; &#xC218;&#xC9C1;&#xC778; &#xAC01;&#xAC01;. &#xC5EC;&#xAE30; &#xC6B0;&#xB9AC; &#xC804;&#xC790; cryotomography &#xD1B5;&#xD574; &#xC815;&#xC81C;, &#xB0C9;&#xB3D9; &#xC218;&#xC0B0;&#xD654; sacculi&#xC758; &#xAE30;&#xBCF8; &#xC544;&#xD0A4;&#xD14D;&#xCC98;&#xB97C; &#xD574;&#xACB0; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xADF8;&#xB78C; &#xC74C;&#xC131; sacculus glycans&#xC758; &#xB2E8;&#xC77C; &#xB808;&#xC774;&#xC5B4; &#xAC70;&#xC9D3;&#xB9D0; &#xC57D; &#xD3EC;&#xC704; &#xB9DD; &#xBE44; &#xC870;&#xC9C1;&#xB41C; &#xD6C4;&#xD504; &#xAC19;&#xC740; &#xBC29;&#xC2DD;&#xC73C;&#xB85C; &#xC140; &#xC138;&#xD3EC;&#xC758; &#xAE34; &#xCD95;&#xC5D0; &#xC218;&#xC9C1;&#xC778; &#xC138;&#xD3EC; &#xD45C;&#xBA74;&#xC5D0; &#xD3C9;&#xD589; &#xD558; &#xAC8C;.

&#xADF8;&#xB78C; &#xC74C;&#xC131; peptidoglycan&#xC758; &#xBD84;&#xC790; &#xC870;&#xC9C1;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;.

El componente de la tensi&#xF3;n de sustentaci&#xF3;n de la pared celular bacteriana - un multi-gigadalton bolsa mol&#xE9;cula similar a la llamada s&#xE1;culo - se sintetiza a partir peptidoglicano. Considerando que la composici&#xF3;n qu&#xED;mica y la estructura 3-dimensional de la subunidad de peptidoglicano (en al menos una conformaci&#xF3;n) son conocidos, la arquitectura del s&#xE1;culo montado no lo es. Un valor de cuatro d&#xE9;cadas de experimentos de microscop&#xED;a de electrones y bioqu&#xED;micos han dado lugar a dos de las principales modelos 3-D peptidoglicano: &#x26;quot;Laminado&#x26;quot; y &#x26;quot;andamio&#x26;quot;, en el que las hebras de glicano son paralelas y perpendiculares a la superficie celular, respectivamente. Aqu&#xED; se resuelve la arquitectura b&#xE1;sica de purificado, congelados-hidratados sacculi cryotomography a trav&#xE9;s de electrones. En el s&#xE1;culo Gram-negativa, una sola capa de glicanos son paralelas a la superficie celular, aproximadamente perpendicular al eje longitudinal de la celda, que rodea la c&#xE9;lula en un desorganizado aro-como la moda.

Organizaci&#xF3;n molecular de las bacterias Gram-negativas peptidoglicano

&#x5316;&#x5B66;&#x611F;&#x53D7;&#x5668;&#x5174;&#x594B;&#x4F20;&#x9012;&#x662F;&#x63A7;&#x5236;&#x7EC6;&#x83CC;&#x8D8B;&#x5316;&#x6027;&#x7684;&#x9AD8;&#x6027;&#x80FD;&#x4FE1;&#x53F7;&#x8F6C;&#x5BFC;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x7684;&#x5173;&#x952E;&#x7EC4;&#x4EF6;&#x3002;&#x5316;&#x5B66;&#x611F;&#x53D7;&#x5668;&#x5174;&#x594B;&#x4F20;&#x9012;&#x901A;&#x5E38;&#x662F;&#x5728;&#x7FA4;&#x96C6;&#x4E2D;&#x5728;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x6781;&#x70B9;&#xFF0C;&#x5728;&#x7FA4;&#x96C6;&#x4E2D;&#x7684;&#x53D7;&#x4F53;&#x4E4B;&#x95F4;&#x7684;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x88AB;&#x8BA4;&#x4E3A;&#x6709;&#x52A9;&#x4E8E;&#x9AD8;&#x7075;&#x654F;&#x5EA6;&#x3001; &#x5BBD;&#x52A8;&#x6001;&#x8303;&#x56F4;&#x548C;&#x4FE1;&#x53F7;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x7684;&#x7CBE;&#x786E;&#x9002;&#x5E94;&#x672C;&#x5730;&#x5316;&#x7684;&#x3002;&#x4EE5;&#x524D;&#x7684;&#x7ED3;&#x6784;&#x548C;&#x57FA;&#x56E0;&#x7EC4;&#x7814;&#x7A76;&#x4EA7;&#x751F;&#x7136;&#x800C;&#xFF0C;&#x77DB;&#x76FE;&#x7684;&#x6A21;&#x578B;&#xFF0C;&#x5728;&#x96C6;&#x7FA4;&#x4E2D;&#x5316;&#x5B66;&#x611F;&#x53D7;&#x5668;&#x5174;&#x594B;&#x4F20;&#x9012;&#x7684;&#x5B89;&#x6392;&#x3002;&#x4F7F;&#x7528;&#x5168;&#x7EC6;&#x80DE;&#x7535;&#x5B50;&#x4F4E;&#x6E29;&#x5C42;&#x6790;&#x6210;&#x50CF;&#xFF0C;&#x5728;&#x8FD9;&#x91CC;&#x6211;&#x4EEC;&#x663E;&#x793A;&#x5316;&#x5B66;&#x611F;&#x53D7;&#x5668;&#x5174;&#x594B;&#x4F20;&#x9012;&#x7684;&#x4E0D;&#x540C;&#x7C7B;&#x522B;&#x548C;&#x5728;&#x8BB8;&#x591A;&#x4E0D;&#x540C;&#x7684;&#x7269;&#x79CD;&#xFF0C;&#x4EE3;&#x8868;&#x51E0;&#x4E2A;&#x4E3B;&#x8981;&#x7EC6;&#x83CC;&#x95E8;&#x6240;&#x6709;&#x6392;&#x5217;&#x6210;&#x4E00;&#x4E2A;&#x9AD8;&#x4FDD;&#x5B88;&#x3001; 12 nm &#x7684;&#x516D;&#x89D2;&#x5F62;&#x6570;&#x7EC4;&#xFF0C;&#x7B26;&#x5408;&#x8BE5;&#x62DF;&#x8BAE;&quot;&#x4E09;&#x4E8C;&#x805A;&#x4F53;&#x805A;&quot;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x3002;&#x53D7;&#x4F53;&#x7684;&#x4E0D;&#x540C;&#x89C2;&#x6D4B;&#x7684;&#x957F;&#x5EA6;&#x786E;&#x8BA4;&#x5F53;&#x524D;&#x6A21;&#x578B;&#x7684;&#x7532;&#x57FA;&#x5316;&#x3001; &#x7075;&#x6D3B;&#x6346;&#x7ED1;&#x3001; &#x4FE1;&#x53F7;&#x3001; &#x548C;&#x94FE;&#x63A5;&#x5668;&#x5B50;&#x57DF;&#x4F53;&#x5185;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x7684;&#x7814;&#x7A76;&#x7ED3;&#x679C;&#x8868;&#x660E;&#x7684;&#x57FA;&#x672C;&#x673A;&#x5236;&#x548C;&#x53D7;&#x4F53;&#x805A;&#x7C7B;&#x7684;&#x51FD;&#x6570;&#x662F;&#x7EC6;&#x83CC;&#x7684;&#x79CD;&#x7C7B;&#x4E2D;&#x666E;&#x904D;&#x5B58;&#x5728;&#xFF0C;&#x4E5F;&#x56E0;&#x6B64;&#x5728;&#x8FDB;&#x5316;&#x8FC7;&#x7A0B;&#x4E2D;&#x80FD;&#x5B88;&#x6052;&#x3002;

&#x7EC6;&#x83CC;&#x5316;&#x5B66;&#x611F;&#x53D7;&#x5668;&#x9635;&#x5217;&#x7684;&#x901A;&#x7528;&#x4F53;&#x7CFB;&#x7ED3;&#x6784;&#x3002;

Chemoreceptors are key components of the high-performance signal transduction system that controls bacterial chemotaxis. Chemoreceptors are typically localized in a cluster at the cell pole, where interactions among the receptors in the cluster are thought to contribute to the high sensitivity, wide dynamic range, and precise adaptation of the signaling system. Previous structural and genomic studies have produced conflicting models, however, for the arrangement of the chemoreceptors in the clusters. Using whole-cell electron cryo-tomography, here we show that chemoreceptors of different classes and in many different species representing several major bacterial phyla are all arranged into a highly conserved, 12-nm hexagonal array consistent with the proposed "trimer of dimers" organization. The various observed lengths of the receptors confirm current models for the methylation, flexible bundle, signaling, and linker sub-domains in vivo. Our results suggest that the basic mechanism and function of receptor clustering is universal among bacterial species and was thus conserved during evolution.

Universal architecture of bacterial chemoreceptor arrays.

Ch&#xE9;mor&#xE9;cepteurs sont des &#xE9;l&#xE9;ments cl&#xE9;s du syst&#xE8;me de haute performance de transduction du signal qui contr&#xF4;le la chimiotaxie bact&#xE9;rienne. Ch&#xE9;mor&#xE9;cepteurs sont g&#xE9;n&#xE9;ralement localis&#xE9;s dans un cluster au p&#xF4;le cellulaire, o&#xF9; les interactions entre les r&#xE9;cepteurs de la grappe sont consid&#xE9;r&#xE9;s comme contribuant &#xE0; la haute sensibilit&#xE9;, une large gamme dynamique, et l&#x26;#39;adaptation pr&#xE9;cise du syst&#xE8;me de signalisation. Des &#xE9;tudes ant&#xE9;rieures structurelles et de la g&#xE9;nomique ont produit des mod&#xE8;les contradictoires, cependant, pour l&#x26;#39;agencement des ch&#xE9;mor&#xE9;cepteurs dans les clusters. Utilisation de la cellule enti&#xE8;re &#xE9;lectronique cryo-tomographie, ici, nous montrons que les ch&#xE9;mor&#xE9;cepteurs de diff&#xE9;rentes classes et dans de nombreuses esp&#xE8;ces diff&#xE9;rentes, repr&#xE9;sentant plusieurs phylums bact&#xE9;rien majeur sont tous dispos&#xE9;s dans un tr&#xE8;s conserv&#xE9;e, 12-nm r&#xE9;seau hexagonal conforme au projet de &#x26;quot;trim&#xE8;re de dim&#xE8;res&#xAB; organisation . Les diff&#xE9;rentes longueurs observ&#xE9;es des r&#xE9;cepteurs de confirmer les mod&#xE8;les actuels de la m&#xE9;thylation, un faisceau souple, de signalisation, et l&#x26;#39;&#xE9;diteur de liens sous-domaines in vivo. Nos r&#xE9;sultats sugg&#xE8;rent que le m&#xE9;canisme de base et la fonction de clustering r&#xE9;cepteur est universel parmi les esp&#xE8;ces bact&#xE9;riennes et a donc &#xE9;t&#xE9; conserv&#xE9; au cours de l&#x26;#39;&#xE9;volution.

Architecture universelle des tableaux ch&#xE9;mor&#xE9;cepteurs bact&#xE9;riennes

Chemoreceptors sind Schl&uuml;sselkomponenten des Hochleistungs-Signaltransduktion Systems, die bakterielle Chemotaxis steuert. Chemoreceptors sind in der Regel in einem Cluster am Pol Zelle, lokalisiert, wo Interaktionen zwischen den Rezeptoren im Cluster gedacht werden, um die hohe Empfindlichkeit und Dynamikbereich pr&auml;zise Anpassung des Signalling Systems beitragen. Bisherige strukturelle und genomische Untersuchungen haben Modelle, jedoch f&uuml;r die Anordnung der Chemoreceptors in den Clustern gebracht. Mit ganzen-Zelle Elektronen Cryo-Tomographie, zeigen hier wir, dass alle Chemoreceptors verschiedener Klassen und in vielen verschiedenen Arten, die mehrere bedeutende bakterielle St&auml;mme in einem stark konservierten, 12-nm sechseckigen Array mit der vorgeschlagenen &quot;Trimer des Dimer&quot; Organisation angeordnet sind. Die verschiedenen beobachteten L&auml;ngen der Rezeptoren best&auml;tigen aktuelle Modelle f&uuml;r die Methylierung, flexible B&uuml;ndel, Signalisierung und Linker Subdomains in-vivo. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass ist der grundlegende Mechanismus und Funktion des Rezeptors clustering universal unter bakteriellen Spezies und wurde somit Verlauf der Evolution konserviert.

Universal-Architektur der bakteriellen Chemorezeptor-Arrays.

Chemocettori sono componenti chiave del sistema di trasduzione di segnale ad alte prestazioni che controlla la chemiotassi batterica. Chemocettori sono tipicamente localizzate in un cluster presso il polo della cellula, dove le interazioni tra i recettori del cluster sono pensate per contribuire all&#39;alta sensibilit&agrave;, ampia gamma dinamica e preciso adattamento del sistema di segnalazione. Precedenti studi di genomici e strutturali hanno prodotto modelli in conflitto, tuttavia, per la disposizione dei chemocettori in grappoli. Utilizzando cellule intere elettrone cryo-tomografia, qui mostriamo che chemocettori appartenenti a classi diverse e in molte specie differenti che rappresentano diversi phyla batterici principali sono disposti in una matrice esagonale altamente conservata, 12-nm coerente con l&#39;organizzazione proposta &quot;trimero di dimeri&quot;. Le varie lunghezze osservate dei recettori confermano modelli attuali per la metilazione, bundle flessibili, segnalazione e sottodomini del linker in vivo. I nostri risultati suggeriscono che il meccanismo di base e la funzione del recettore clustering &egrave; universale tra specie batteriche e cos&igrave; &egrave; stato conservato durante l&#39;evoluzione.

Architettura universale di matrici chemoreceptor batterica.

&#x5316;&#x5B66;&#x53D7;&#x5BB9;&#x4F53;&#x306F;&#x3001;&#x7D30;&#x83CC;&#x306E;&#x8D70;&#x5316;&#x6027;&#x3092;&#x5236;&#x5FA1;&#x3059;&#x308B;&#x9AD8;&#x6027;&#x80FD;&#x306E;&#x30B7;&#x30B0;&#x30CA;&#x30EB;&#x4F1D;&#x9054;&#x7CFB;&#x306E;&#x4E3B;&#x8981;&#x30B3;&#x30F3;&#x30DD;&#x30FC;&#x30CD;&#x30F3;&#x30C8;&#x3067;&#x3059;&#x3002;&#x5316;&#x5B66;&#x53D7;&#x5BB9;&#x4F53;&#x306F;&#x901A;&#x5E38;&#x3001;&#x30AF;&#x30E9;&#x30B9;&#x30BF;&#x5185;&#x306E;&#x53D7;&#x5BB9;&#x4F53;&#x9593;&#x306E;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x3092;&#x9AD8;&#x611F;&#x5EA6;&#x3001;&#x5E83;&#x3044;&#x30C0;&#x30A4;&#x30CA;&#x30DF;&#x30C3;&#x30AF;&#x30EC;&#x30F3;&#x30B8;&#x3001;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x30B7;&#x30B0;&#x30CA;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x306E;&#x6B63;&#x78BA;&#x306A;&#x9069;&#x5FDC;&#x306B;&#x5BC4;&#x4E0E;&#x3059;&#x308B;&#x3068;&#x8003;&#x3048;&#x3089;&#x308C;&#x308B;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x6975;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x30AF;&#x30E9;&#x30B9;&#x30BF;&#x5185;&#x306E;&#x30ED;&#x30FC;&#x30AB;&#x30E9;&#x30A4;&#x30BA;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x4EE5;&#x524D;&#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x3068;&#x30B2;&#x30CE;&#x30E0;&#x7814;&#x7A76;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x30AF;&#x30E9;&#x30B9;&#x30BF;&#x5185;&#x306E;&#x5316;&#x5B66;&#x53D7;&#x5BB9;&#x4F53;&#x306E;&#x914D;&#x7F6E;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x3001;&#x3057;&#x304B;&#x3057;&#x3001;&#x7AF6;&#x5408;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x3092;&#x4F5C;&#x6210;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x5168;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x96FB;&#x5B50;&#x30AF;&#x30E9;&#x30A4;&#x30AA;&#x30C8;&#x30E2;&#x30B0;&#x30E9;&#x30D5;&#x30A3;&#x30FC;&#x3092;&#x7528;&#x3044;&#x3066;&#x3001;&#x3053;&#x3053;&#x3067;&#x306F;&#x7570;&#x306A;&#x308B;&#x30AF;&#x30E9;&#x30B9;&#x306E;&#x3001;&#x3044;&#x304F;&#x3064;&#x304B;&#x306E;&#x4E3B;&#x8981;&#x306A;&#x7D30;&#x83CC;&#x306E;&#x9580;&#x3092;&#x4EE3;&#x8868;&#x3059;&#x308B;&#x591A;&#x304F;&#x306E;&#x7570;&#x306A;&#x308B;&#x7A2E;&#x306E;&#x5316;&#x5B66;&#x53D7;&#x5BB9;&#x4F53;&#x304C;&#x63D0;&#x6848;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x3059;&#x3079;&#x3066;&#x306E; &#x26;quot;&#x4E8C;&#x91CF;&#x4F53;&#x306E;&#x4E09;&#x91CF;&#x4F53;&#x26;quot;&#x7D44;&#x7E54;&#x3068;&#x306E;&#x4E00;&#x8CAB;&#x6027;&#x306E;&#x3042;&#x308B;&#x9AD8;&#x5EA6;&#x306B;&#x4FDD;&#x5B58;&#x3055;&#x308C;&#x3001;12 nm&#x306E;&#x516D;&#x89D2;&#x5F62;&#x306E;&#x914D;&#x5217;&#x306B;&#x914D;&#x7F6E;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3002;&#x53D7;&#x5BB9;&#x4F53;&#x306E;&#x69D8;&#x3005;&#x306A;&#x89B3;&#x6E2C;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x9577;&#x3055;&#x306F;&#x3001;&#x30E1;&#x30C1;&#x30EB;&#x5316;&#x3001;&#x67D4;&#x8EDF;&#x306A;&#x30D0;&#x30F3;&#x30C9;&#x30EB;&#x3001;&#x30B7;&#x30B0;&#x30CA;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x3001;&#x304A;&#x3088;&#x3073;in vivo&#x3067;&#x306E;&#x30B5;&#x30D6;&#x30C9;&#x30E1;&#x30A4;&#x30F3;&#x30EA;&#x30F3;&#x30AB;&#x30FC;&#x306E;&#x73FE;&#x5728;&#x306E;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x3092;&#x78BA;&#x8A8D;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6211;&#x3005;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x306F;&#x3001;&#x53D7;&#x5BB9;&#x4F53;&#x306E;&#x30AF;&#x30E9;&#x30B9;&#x30BF;&#x30FC;&#x5F62;&#x6210;&#x306E;&#x57FA;&#x672C;&#x7684;&#x306A;&#x30E1;&#x30AB;&#x30CB;&#x30BA;&#x30E0;&#x3068;&#x6A5F;&#x80FD;&#x306F;&#x3001;&#x7D30;&#x83CC;&#x7A2E;&#x306E;&#x9593;&#x3067;&#x666E;&#x904D;&#x7684;&#x3067;&#x3042;&#x308A;&#x3001;&#x3057;&#x305F;&#x304C;&#x3063;&#x3066;&#x3001;&#x9032;&#x5316;&#x306E;&#x904E;&#x7A0B;&#x3067;&#x4FDD;&#x5B58;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x305F;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x793A;&#x5506;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3002;

&#x7D30;&#x83CC;&#x306E;&#x5316;&#x5B66;&#x53D7;&#x5BB9;&#x4F53;&#x914D;&#x5217;&#x306E;&#x666E;&#x904D;&#x7684;&#x306A;&#x30A2;&#x30FC;&#x30AD;&#x30C6;&#x30AF;&#x30C1;&#x30E3;

Chemoreceptors&#xB294; &#xC138;&#xADE0; chemotaxis &#xC81C;&#xC5B4; &#xD558; &#xACE0; &#xACE0;&#xC131;&#xB2A5; &#xC2E0;&#xD638; &#xC804;&#xB2EC; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;&#xC758; &#xC8FC;&#xC694; &#xAD6C;&#xC131; &#xC694;&#xC18C;. Chemoreceptors&#xC740; &#xC77C;&#xBC18;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xB192;&#xC740; &#xAC10;&#xB3C4;, &#xB113;&#xC740; &#xB3D9;&#xC801; &#xBC94;&#xC704;&#xC758; &#xC2E0;&#xD638; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;&#xC758; &#xC815;&#xD655;&#xD55C; &#xC801;&#xC751;&#xC5D0; &#xAE30;&#xC5EC; &#xD558;&#xB294; &#xD074;&#xB7EC;&#xC2A4;&#xD130;&#xC5D0; &#xC788;&#xB294; &#xC218;&#xC6A9; &#xCCB4; &#xAC04;&#xC758; &#xC0C1;&#xD638; &#xC791;&#xC6A9;&#xC744; &#xC0DD;&#xAC01; &#xD558;&#xB294; &#xC140; &#xADF9;&#xC5D0;&#xC11C; &#xD074;&#xB7EC;&#xC2A4;&#xD130;&#xC5D0; &#xC9C0;&#xC5ED;&#xD654; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xADF8;&#xB7EC;&#xB098; &#xC774;&#xC804; &#xAD6C;&#xC870;&#xC640; &#xAC8C;&#xB188; &#xC5F0;&#xAD6C;&#xC758; &#xD074;&#xB7EC;&#xC2A4;&#xD130;&#xC5D0; chemoreceptors &#xBC30;&#xC5F4;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C;, &#xCDA9;&#xB3CC; &#xD558;&#xB294; &#xBAA8;&#xB378;&#xC744; &#xC0DD;&#xC0B0; &#xD588;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC804;&#xCCB4; &#xC140; &#xC804;&#xC790; &#xACF3;&#xC744; &#xC54C;&#xC544;&#xB0B4;&#xB294;-&#xB2E8;&#xCE35; &#xCD2C;&#xC601;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC;, &#xC5EC;&#xAE30;&#xB294; chemoreceptors &#xB2E4;&#xB978; &#xD074;&#xB798;&#xC2A4;&#xC640; &#xC5EC;&#xB7EC; &#xC8FC;&#xC694; &#xC138;&#xADE0;&#xC131; phyla &#xB098;&#xD0C0;&#xB0B4;&#xB294; &#xB9CE;&#xC740; &#xB2E4;&#xB978; &#xC885;&#xC871;&#xC5D0;&#xC11C; &#xBAA8;&#xB450; &#xC815;&#xB82C; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4; &#xB9E4;&#xC6B0; &#xBCF4;&#xC874;, 12 nm &#xC721;&#xAC01;&#xD615; &#xBC30;&#xC5F4; &quot;&#xC0BC;&#xD569;&#xCCB4; &#xC774;&#xD569;&#xCCB4;&#xC758;&quot; &#xC81C;&#xC548; &#xB41C; &#xC870;&#xC9C1;&#xACFC; &#xC77C;&#xCE58;&#xC5D0; &#xC0B4;&#xD3B4;&#xBCF4;&#xACA0;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC218;&#xC6A9; &#xCCB4;&#xC758; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xAD00;&#xCC30; &#xB41C; &#xAE38;&#xC774; &#xBA54; &#xD2F8;, &#xC720;&#xC5F0;&#xD55C; &#xBC88;&#xB4E4;, &#xC2E0;&#xD638;, &#xADF8;&#xB9AC;&#xACE0; vivo&#xC5D0;&#xC11C; &#xB9C1;&#xCEE4; &#xD558;&#xC704; &#xB3C4;&#xBA54;&#xC778;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xD604;&#xC7AC;&#xC758; &#xBAA8;&#xB378;&#xC744; &#xD655;&#xC778; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xC758; &#xACB0;&#xACFC; &#xAE30;&#xBCF8; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998; &#xBC0F; &#xC218;&#xC6A9; &#xCCB4; &#xD074;&#xB7EC;&#xC2A4;&#xD130;&#xB9C1;&#xC758; &#xAE30;&#xB2A5; &#xC138;&#xADE0; &#xC885; &#xAC00;&#xC6B4;&#xB370; &#xBCF4;&#xD3B8;&#xC801;&#xC778; &#xB530;&#xB77C;&#xC11C; &#xC9C4;&#xD654; &#xD558;&#xB294; &#xB3D9;&#xC548; &#xBCF4;&#xC874; &#xB41C; &#xC218;&#xB294; &#xC88B;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xC138;&#xADE0;&#xC131; chemoreceptor &#xBC30;&#xC5F4;&#xC758; &#xBC94;&#xC6A9; &#xC544;&#xD0A4;&#xD14D;&#xCC98;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;.

Quimiorreceptores son componentes clave del sistema de se&#xF1;ales de alto rendimiento de transducci&#xF3;n que controla la quimiotaxis bacteriana. Quimiorreceptores se localiza t&#xED;picamente en un grupo en el polo celular, donde las interacciones entre los receptores de la agrupaci&#xF3;n se cree que contribuyen a la alta sensibilidad, amplio rango din&#xE1;mico, y la adaptaci&#xF3;n precisa del sistema de se&#xF1;alizaci&#xF3;n. Anteriores estudios estructurales y gen&#xF3;mica han producido modelos en conflicto, sin embargo, para la disposici&#xF3;n de los quimiorreceptores de los racimos. Uso de c&#xE9;lulas enteras de electrones de la crio-tomograf&#xED;a, aqu&#xED; nos muestran que los quimiorreceptores de diferentes clases y en muchas especies diferentes que representan a varios filos de bacterias m&#xE1;s importantes est&#xE1;n todos dispuestos en una altamente conservada, de 12 nm de forma hexagonal en consonancia con la propuesta de &#x26;quot;tr&#xED;mero de d&#xED;meros de&#x26;quot; organizaci&#xF3;n . Las diferentes longitudes observadas de los receptores confirman los modelos actuales para la metilaci&#xF3;n, grupo flexible, de se&#xF1;alizaci&#xF3;n, y el enlazador sub-dominios en vivo. Nuestros resultados sugieren que el mecanismo b&#xE1;sico y la funci&#xF3;n de agrupaci&#xF3;n receptor es universal entre especies bacterianas y se conservan por lo tanto durante la evoluci&#xF3;n.

Arquitectura Universal de matrices quimiorreceptoras bacterianas

&#x6BCF;&#x4E2A;&#x5DF2;&#x8BC1;&#x660E;&#x662F;&#x529F;&#x80FD;&#x5F3A;&#x5927;&#x7684;&#x5DE5;&#x5177;&#x6765;&#x7814;&#x7A76;&#x751F;&#x7269;&#x7ED3;&#x6784;&#x5728;&#x672C;&#x673A;&#x9644;&#x8FD1;&#x56FD;&#x5BB6;&#x5149;&#x955C;&#x548C;&#x7535;&#x955C;&#x51B7;&#x51BB;&#x7597;&#x6CD5;&#x3002;&#x5149;&#x955C;&#x63D0;&#x4F9B;&#x4E86;&#x91CD;&#x8981;&#x7684;&#x672C;&#x5730;&#x5316;&#x4FE1;&#x606F;&#xFF0C;&#x7535;&#x5B50;&#x663E;&#x5FAE;&#x955C;&#x63D0;&#x4F9B;&#x4E86;&#x89E3;&#x51B3;&#x7CBE;&#x7EC6;&#x7ED3;&#x6784;&#x8BE6;&#x7EC6;&#x4FE1;&#x606F;&#x6240;&#x9700;&#x7684;&#x51B3;&#x8BAE;&#x3002;&#x7531;&#x5149;&#x548C;&#x7535;&#x5B50;&#x51B7;&#x51BB;&#x7535;&#x955C;&#x6210;&#x50CF;&#x540C;&#x4E00;&#x6837;&#x672C;&#x662F;&#x4E00;&#x4E2A;&#x5F3A;&#x5927;&#x7684;&#x65B0;&#x65B9;&#x6CD5;&#x5C06;&#x63D0;&#x4F9B;&#x7EC6;&#x80DE;&#x8D85;&#x5FAE;&#x7ED3;&#x6784;&#x7684;&#x65B0;&#x578B;&#x6D1E;&#x5BDF;&#x8FD9;&#x4E24;&#x79CD;&#x6280;&#x672F;&#x7684;&#x4F18;&#x70B9;&#x7ED3;&#x5408;&#x5728;&#x4E00;&#x8D77;&#x3002;&#x5728;&#x8FD9;&#x4E00;&#x7AE0;&#x3001; &#x65B9;&#x6CD5;&#x548C;&#x76EE;&#x524D;&#x7528;&#x4E8E;&#x5173;&#x8054;&#x5149;&#x5B50;&#x548C;&#x7535;&#x5B50;&#x4EEA;&#x5668;&#x4EEA;&#x8868;&#x8BE6;&#x7EC6;&#x4ECB;&#x7ECD;&#x51B7;&#x51BB;&#x7535;&#x955C;&#x3002;

&#x76F8;&#x5173;&#x7684;&#x5149;&#x4E0E;&#x7535;&#x5B50;&#x51B7;&#x51BB;&#x7535;&#x955C;&#x3002;

Light and electron cryo-microscopy have each proven to be powerful tools to study biological structures in a near-native state. Light microscopy provides important localization information, while electron microscopy provides the resolution necessary to resolve fine structural details. Imaging the same sample by both light and electron cryo-microscopy is a powerful new approach that combines the strengths of both techniques to provide novel insights into cellular ultrastructure. In this chapter, the methods and instrumentation currently used to correlate light and electron cryo-microscopy are described in detail.

Correlated light and electron cryo-microscopy.

Lumi&#xE8;re et cryo-microscopie &#xE9;lectronique ont chacun fait ses preuves pour &#xEA;tre des outils puissants permettant d&#x26;#39;&#xE9;tudier les structures biologiques dans un &#xE9;tat quasi-native. La microscopie optique fournit des informations de localisation important, alors que la microscopie &#xE9;lectronique fournit la r&#xE9;solution n&#xE9;cessaire pour r&#xE9;soudre de fins d&#xE9;tails de structure. Imagerie du m&#xEA;me &#xE9;chantillon &#xE0; la fois par la lumi&#xE8;re et cryo-microscopie &#xE9;lectronique est une nouvelle approche puissante qui combine les forces des deux techniques pour fournir des informations nouvelles en ultrastructure cellulaire. Dans ce chapitre, les m&#xE9;thodes et l&#x26;#39;instrumentation actuellement utilis&#xE9;s pour corr&#xE9;ler la lumi&#xE8;re et cryo-microscopie &#xE9;lectronique sont d&#xE9;crites en d&#xE9;tail.

Lumi&#xE8;re corr&#xE9;l&#xE9;s et cryo-microscopie &#xE9;lectronique

Als Licht und Elektronen Cryo-Mikroskopie haben jeweils erwiesen leistungsf&auml;hige Tools, biologische Strukturen in einem Zustand fast Native zu studieren. Lichtmikroskopie bietet wichtige Lokalisierungsinformationen w&auml;hrend Elektronenmikroskopie die notwendige feine strukturelle Details aufl&ouml;sen Aufl&ouml;sung bietet. Imaging derselben Probe durch Licht und Elektronen-Cryo-Mikroskopie ist eine leistungsstarke neue Ansatz, der kombiniert die St&auml;rken der beiden Techniken, um neuartige Einblicke in zellul&auml;ren Ultrastruktur. In diesem Kapitel, die Methoden und Instrumentierung, die derzeit zur Korrelation von Licht und Elektronen sind Cryo-Mikroskopie ausf&uuml;hrlich beschrieben.

Korrelierte Licht und Elektronen Cryo-Mikroskopie.

Crio-microscopia luce e degli elettroni hanno ciascuno dimostrato di essere potenti strumenti per studiare le strutture biologiche in uno stato quasi native. Microscopia chiara fornisce informazioni di localizzazione importante, mentre la microscopia elettronica fornisce la risoluzione necessaria per risolvere i dettagli strutturali. Imaging stesso campione cryo-microscopia sia luce e degli elettroni &egrave; un potente nuovo approccio che unisce i punti di forza di entrambe le tecniche per fornire intuizioni romanzo ultrastruttura cellulare. In questo capitolo, i metodi e strumentazione attualmente utilizzato per correlare la luce e degli elettroni crio-microscopia sono descritte in dettaglio.

Correlato luce ed elettroni crio-microscopia.

&#x5149;&#x3068;&#x96FB;&#x5B50;&#x4F4E;&#x6E29;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x6CD5;&#x306F;&#x3001;&#x30CD;&#x30A4;&#x30C6;&#x30A3;&#x30D6;&#x306B;&#x8FD1;&#x3044;&#x72B6;&#x614B;&#x3067;&#x751F;&#x7269;&#x5B66;&#x7684;&#x69CB;&#x9020;&#x3092;&#x7814;&#x7A76;&#x3059;&#x308B;&#x5F37;&#x529B;&#x306A;&#x30C4;&#x30FC;&#x30EB;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x5B9F;&#x8A3C;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x305D;&#x308C;&#x305E;&#x308C;&#x3092;&#x6301;&#x3063;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x96FB;&#x5B50;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x306F;&#x3001;&#x5FAE;&#x7D30;&#x306A;&#x69CB;&#x9020;&#x306E;&#x8A73;&#x7D30;&#x3092;&#x89E3;&#x6C7A;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x5FC5;&#x8981;&#x306A;&#x89E3;&#x50CF;&#x5EA6;&#x3092;&#x63D0;&#x4F9B;&#x3057;&#x306A;&#x304C;&#x3089;&#x3001;&#x5149;&#x5B66;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x91CD;&#x8981;&#x306A;&#x30ED;&#x30FC;&#x30AB;&#x30E9;&#x30A4;&#x30BC;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x60C5;&#x5831;&#x3092;&#x63D0;&#x4F9B;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x5149;&#x3068;&#x30AF;&#x30E9;&#x30A4;&#x30AA;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x96FB;&#x5B50;&#x306E;&#x4E21;&#x65B9;&#x306B;&#x3088;&#x308B;&#x30A4;&#x30E1;&#x30FC;&#x30B8;&#x30F3;&#x30B0;&#x540C;&#x3058;&#x8A66;&#x6599;&#x306F;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x5FAE;&#x7D30;&#x69CB;&#x9020;&#x306B;&#x65B0;&#x305F;&#x306A;&#x6D1E;&#x5BDF;&#x3092;&#x63D0;&#x4F9B;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x3001;&#x4E21;&#x65B9;&#x306E;&#x6280;&#x8853;&#x306E;&#x9577;&#x6240;&#x3092;&#x7D44;&#x307F;&#x5408;&#x308F;&#x305B;&#x305F;&#x5F37;&#x529B;&#x306A;&#x65B0;&#x3057;&#x3044;&#x30A2;&#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30C1;&#x3067;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x7AE0;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x73FE;&#x5728;&#x3001;&#x5149;&#x3068;&#x96FB;&#x5B50;&#x4F4E;&#x6E29;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x3092;&#x95A2;&#x9023;&#x4ED8;&#x3051;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x4F7F;&#x7528;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x65B9;&#x6CD5;&#x3068;&#x30A4;&#x30F3;&#x30B9;&#x30C8;&#x30EB;&#x30E1;&#x30F3;&#x30C6;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x3092;&#x8A73;&#x7D30;&#x306B;&#x8AAC;&#x660E;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

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&#xC0C1;&#xD638; &#xAD00;&#xB828; &#xB41C; &#xBE5B;&#xACFC; &#xC804;&#xC790; &#xACF3;&#xC744; &#xC54C;&#xC544;&#xB0B4;&#xB294;-&#xD604;&#xBBF8;&#xACBD;.

&#xD3;ptica y electr&#xF3;nica de crio-microscop&#xED;a de que cada uno ha demostrado ser herramientas poderosas para el estudio de las estructuras biol&#xF3;gicas en un estado casi nativo. La microscop&#xED;a &#xF3;ptica proporciona informaci&#xF3;n de localizaci&#xF3;n importante, mientras que la microscop&#xED;a electr&#xF3;nica proporciona la resoluci&#xF3;n necesaria para resolver los finos detalles estructurales. Imagen de la misma muestra por la luz y de electrones crio-microscop&#xED;a es un poderoso nuevo enfoque que combina las fortalezas de ambas t&#xE9;cnicas para proporcionar nuevos conocimientos sobre la ultraestructura celular. En este cap&#xED;tulo, los m&#xE9;todos y la instrumentaci&#xF3;n que actualmente se utilizan para correlacionar la luz y de electrones crio-microscop&#xED;a se describen en detalle.

Luz de electrones correlacionados y Cryo-microscopio

&#x5982;&#x4F55;&#x6746;&#x72B6;&#x7EC6;&#x83CC;&#x5F62;&#x6210;&#x548C;&#x4FDD;&#x6301;&#x5176;&#x5F62;&#x72B6;&#x662F;&#x7EC6;&#x83CC;&#x7EC6;&#x80DE;&#x751F;&#x7269;&#x5B66;&#x4E2D;&#x4E00;&#x4E2A;&#x91CD;&#x8981;&#x7684;&#x95EE;&#x9898;&#x3002;&#x4ECE;&#x8367;&#x5149;&#x5149;&#x955C;&#x7684;&#x7ED3;&#x679C;&#x4F7F;&#x8BB8;&#x591A;&#x4EBA;&#x76F8;&#x4FE1;&#x808C;&#x52A8;&#x86CB;&#x767D;&#x540C;&#x6E90; MreB &#x548C;&#x5927;&#x91CF;&#x7684;&#x5176;&#x4ED6;&#x86CB;&#x767D;&#x8D28;&#x5F62;&#x6210;&#x957F;&#x87BA;&#x65CB;&#x4E1D;&#x6CBF;&#x5185;&#x88AB;&#x819C;&#x4E0A;&#x7684;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x3002;&#x4E0B;&#x9762;&#x6211;&#x4EEC;&#x4ECB;&#x7ECD;&#x4F7F;&#x7528;&#x7535;&#x5B50; cryotomography &#x516D;&#x4E2A;&#x4E0D;&#x540C;&#x6746;&#x5F62;&#x7EC6;&#x83CC;&#x7684;&#x79CD;&#x7C7B;&#xFF0C;&#x5728;&#x751F;&#x7269;&#x5927;&#x5206;&#x5B50;&#x7684;&#x5206;&#x8FA8;&#x7387;&#xFF0C;&#x4E0D;&#x957F; &#xFF08;&gt; 80 nm&#xFF09; &#x87BA;&#x65CB;&#x4E1D;&#x5B58;&#x5728;&#x9644;&#x8FD1;&#x6216;&#x6CBF;&#x4EFB;&#x4E00;&#x9762;&#x5185;&#x88AB;&#x819C;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x8FD8;&#x4F7F;&#x7528;&#x76F8;&#x5173;&#x7684;&#x4F4E;&#x6E29;&#x8367;&#x5149;&#x5149;&#x955C; (&#x4F4E;&#x6E29; fLM) &#x548C;&#x4F4E;&#x6E29;&#x5C42;&#x6790;&#x6210;&#x50CF;&#x7535;&#x5B50; (ECT) &#x6765;&#x6807;&#x8BC6; MreB&#xFF0C;&#x663E;&#x793A; MreB &#x4E1D;&#x7531; ECT &#x63A2;&#x6D4B;&#x7684;&#x7EC6;&#x80DE;&#x8D28;&#x675F;&#x3002;&#x6839;&#x636E;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x6210;&#x679C;&#x7684;&#x7ED3;&#x6784;&#x548C;&#x529F;&#x80FD;&#x7684; MreB &#x5FC5;&#x987B;&#x91CD;&#x65B0;&#x8003;&#x8651;&#xFF1A; &#x4E0D;&#x662F;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x672C;&#x5730;&#x5316;&#x7EC6;&#x80DE;&#x58C1;&#x5408;&#x6210;&#x673A;&#x68B0;&#x5927;&#x3001; &#x521A;&#x6027;&#x7684;&#x811A;&#x624B;&#x67B6;&#xFF0C;&#x79FB;&#x52A8; MreB &#x914D;&#x5408;&#x7269;&#x53EF;&#x7533;&#x8BF7;&#x7D27;&#x5F20;&#x5C40;&#x52BF;&#x65E5;&#x76CA;&#x589E;&#x957F;&#x7684;&#x80BD;&#x805A;&#x7CD6;&#x94FE;&#xFF0C;&#x4EE5;&#x786E;&#x4FDD;&#x5176;&#x6709;&#x5E8F;&#x3001; &#x7EBF;&#x6027;&#x63D2;&#x5165;&#x3002;

&#x957F;&#x87BA;&#x65CB;&#x4E1D;&#x90FD;&#x4E0D;&#x662F;&#x5305;&#x56F4;&#x7684;&#x6746;&#x72B6;&#x7EC6;&#x83CC;&#x7535;&#x5B50; cryotomograms &#x4E2D;&#x7684;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x3002;

How rod-shaped bacteria form and maintain their shape is an important question in bacterial cell biology. Results from fluorescent light microscopy have led many to believe that the actin homolog MreB and a number of other proteins form long helical filaments along the inner membrane of the cell. Here we show using electron cryotomography of six different rod-shaped bacterial species, at macromolecular resolution, that no long (> 80 nm) helical filaments exist near or along either surface of the inner membrane. We also use correlated cryo-fluorescent light microscopy (cryo-fLM) and electron cryo-tomography (ECT) to identify cytoplasmic bundles of MreB, showing that MreB filaments are detectable by ECT. In light of these results, the structure and function of MreB must be reconsidered: instead of acting as a large, rigid scaffold that localizes cell-wall synthetic machinery, moving MreB complexes may apply tension to growing peptidoglycan strands to ensure their orderly, linear insertion.

Long helical filaments are not seen encircling cells in electron cryotomograms of rod-shaped bacteria.

Comment en forme de tige bact&#xE9;ries former et de maintenir leur forme est une question importante en biologie cellulaire bact&#xE9;rienne. R&#xE9;sultats de la microscopie fluorescente ont conduit plusieurs &#xE0; croire que le MreB homologue d&#x26;#39;actine et un certain nombre d&#x26;#39;autres prot&#xE9;ines former des filaments h&#xE9;lico&#xEF;daux le long de long de la membrane interne de la cellule. Ici pr&#xE9;sentent utilisant cryotomography &#xE9;lectrons de six diff&#xE9;rents en forme de tige esp&#xE8;ces bact&#xE9;riennes, &#xE0; une r&#xE9;solution macromol&#xE9;culaire, qu&#x26;#39;aucune longues (&#x26;gt; 80 nm) de filaments h&#xE9;lico&#xEF;daux existent &#xE0; proximit&#xE9; ou le long de chaque surface de la membrane interne. Nous utilisons &#xE9;galement corr&#xE9;l&#xE9;e microscopie optique cryo-fluorescente (cryo-FLM) et d&#x26;#39;&#xE9;lectrons cryo-tomographie (ECT) pour identifier les paquets cytoplasmiques de MreB, montrant que les filaments MreB sont d&#xE9;tectables par ECT. &#xC0; la lumi&#xE8;re de ces r&#xE9;sultats, la structure et la fonction de MreB doit &#xEA;tre reconsid&#xE9;r&#xE9;: au lieu d&#x26;#39;agir comme un grand, rigide &#xE9;chafaudage qui localise la paroi cellulaire machinerie de synth&#xE8;se, le d&#xE9;placement des complexes MreB peut appliquer une tension &#xE0; la croissance des brins de peptidoglycane pour assurer leur ordonn&#xE9;e, insertion lin&#xE9;aire .

De longs filaments h&#xE9;lico&#xEF;daux ne sont pas consid&#xE9;r&#xE9;s cellules encerclants dans Cryotomograms &#xE9;lectrons de bact&#xE9;ries de forme allong&#xE9;e

Wie stabf&ouml;rmige Bakterien bilden und ihre Form pflegen ist eine wichtige Frage in der bakteriellen Zelle Biologie. Ergebnisse von fluoreszierenden Lichtmikroskopie f&uuml;hrten viele glauben, die Aktin-Homolog MreB und eine Reihe anderer Proteine lange spiralf&ouml;rmige Filamenten entlang der inneren Membrane der Zelle bilden. Hier zeigen wir, mit Elektron-Cryotomography von sechs verschiedenen st&auml;bchenf&ouml;rmigen bakteriellen Spezies, Makromolekulare Aufl&ouml;sung, dass keine langen spiralf&ouml;rmige Filamenten (&gt; 80 nm) in der N&auml;he oder entlang entweder Fl&auml;che der inneren Membran vorhanden. Wir verwenden auch korrelierte Cryo-fluoreszierender Lichtmikroskopie (Cryo-fLM) und Cryo-Elektron-Tomographie (ECT) identifizieren zytoplasmatischen B&uuml;ndel von MreB, wonach MreB Filamenten EKT nachweisbar sind. Angesichts dieser Ergebnisse, die Struktur und Funktion von MreB &uuml;berpr&uuml;ft werden m&uuml;ssen: statt als eine gro&szlig;e, starre Ger&uuml;st, die Zellwand synthetische Maschinen lokalisiert fungiert, Verschieben von MreB-komplexe anfallen Spannung auf die wachsende Peptidoglycan Str&auml;nge Originalpackungen geordnete, lineare sicherzustellen.

Lange spiralf&ouml;rmige Filamente sind nicht gesehen, rings um Zellen in Elektron-Cryotomograms von st&auml;bchenf&ouml;rmigen Bakterien.

Come batteri a forma di bastoncello, formano e mantengono la loro forma &egrave; una questione importante nella biologia delle cellule batteriche. Risultati da microscopia in luce fluorescente hanno portato molti a credere che l&#39;omologo dell&#39;actina MreB ed un certo numero di altre proteine formano filamenti lunghi elicoidale lungo la membrana interna della cella. Qui mostriamo usando elettrone cryotomography di sei differenti a forma di bastoncello specie batterici, a risoluzione macromolecolare, che no lunghi filamenti elicoidali (&amp;gt; 80 nm) esistono vicino o lungo una superficie di membrana interna. Usiamo anche correlata microscopia crio-fluorescenti (cryo-fLM) ed elettrone cryo-tomografia (ECT) per identificare i fasci citoplasmatiche di MreB, mostrando che i filamenti MreB sono rilevabili da ECT. Alla luce di questi risultati, deve essere riconsiderate la struttura e la funzione di MreB: invece di agire come un grande, rigida impalcatura che localizza il macchinario sintetico parete cellulare, MreB complessi in movimento pu&ograve; applicare una tensione crescente peptidoglicano fili per garantire il loro inserimento ordinato, lineare.

Filamenti lunghi elicoidale non sono visto che circondano le cellule in elettrone cryotomograms di batteri a forma di bastoncello.

&#x68D2;&#x72B6;&#x306E;&#x7D30;&#x83CC;&#x306F;&#x3001;&#x305D;&#x306E;&#x5F62;&#x72B6;&#x3092;&#x5F62;&#x6210;&#x3057;&#x3001;&#x7DAD;&#x6301;&#x3059;&#x308B;&#x65B9;&#x6CD5;&#x7D30;&#x83CC;&#x306E;&#x7D30;&#x80DE;&#x751F;&#x7269;&#x5B66;&#x306E;&#x91CD;&#x8981;&#x306A;&#x554F;&#x984C;&#x3067;&#x3059;&#x3002;&#x86CD;&#x5149;&#x706F;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x691C;&#x67FB;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x304B;&#x3089;&#x3001;&#x30A2;&#x30AF;&#x30C1;&#x30F3;&#x30DB;&#x30E2;&#x30ED;&#x30B0;MreB&#x3068;&#x4ED6;&#x306E;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x306E;&#x6570;&#x306F;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x5185;&#x819C;&#x306B;&#x6CBF;&#x3063;&#x3066;&#x9577;&#x3044;&#x3089;&#x305B;&#x3093;&#x72B6;&#x306E;&#x30D5;&#x30A3;&#x30E9;&#x30E1;&#x30F3;&#x30C8;&#x3092;&#x5F62;&#x6210;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x4FE1;&#x3058;&#x3066;&#x3001;&#x591A;&#x304F;&#x3092;&#x30EA;&#x30FC;&#x30C9;&#x3057;&#x3066;&#x304D;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x3053;&#x3053;&#x3067;&#x306F;&#x9577;&#x3044;&#xFF08;&#x26;gt; 80 nm&#xFF09;&#x306E;&#x30D8;&#x30EA;&#x30AB;&#x30EB;&#x30D5;&#x30A3;&#x30E9;&#x30E1;&#x30F3;&#x30C8;&#x306F;&#x3001;&#x5185;&#x5074;&#x306E;&#x819C;&#x306E;&#x8868;&#x9762;&#x306E;&#x3044;&#x305A;&#x308C;&#x304B;&#x306E;&#x8FD1;&#x304F;&#x3084;&#x306B;&#x6CBF;&#x3063;&#x3066;&#x5B58;&#x5728;&#x3057;&#x306A;&#x3044;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x3001;&#x9AD8;&#x5206;&#x5B50;&#x306E;&#x89E3;&#x50CF;&#x5EA6;&#x3067;&#x3001;6&#x3064;&#x306E;&#x7570;&#x306A;&#x308B;&#x68D2;&#x72B6;&#x306E;&#x7D30;&#x83CC;&#x7A2E;&#x306E;&#x96FB;&#x5B50;cryotomography&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x3066;&#x8868;&#x793A;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x307E;&#x305F;&#x3001;MreB&#x30D5;&#x30A3;&#x30E9;&#x30E1;&#x30F3;&#x30C8;&#x304C;ECT&#x3067;&#x691C;&#x51FA;&#x53EF;&#x80FD;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x793A;&#x3059;&#x3001;MreB&#x306E;&#x7D30;&#x80DE;&#x8CEA;&#x306E;&#x30D0;&#x30F3;&#x30C9;&#x30EB;&#x3092;&#x8B58;&#x5225;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x76F8;&#x95A2;&#x4F4E;&#x6E29;&#x86CD;&#x5149;&#x706F;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#xFF08;&#x6975;&#x4F4E;&#x6E29;FLM&#xFF09;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x96FB;&#x5B50;&#x30AF;&#x30E9;&#x30A4;&#x30AA;&#x30C8;&#x30E2;&#x30B0;&#x30E9;&#x30D5;&#x30A3;&#x30FC;&#xFF08;ECT&#xFF09;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x306B;&#x7167;&#x3089;&#x3057;&#x3066;&#x3001;MreB&#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x3068;&#x6A5F;&#x80FD;&#x3092;&#x518D;&#x8003;&#x3059;&#x308B;&#x5FC5;&#x8981;&#x304C;&#x3042;&#x308A;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x4EE3;&#x308F;&#x308A;&#x306B;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x58C1;&#x5408;&#x6210;&#x306E;&#x6A5F;&#x68B0;&#x3092;&#x30ED;&#x30FC;&#x30AB;&#x30E9;&#x30A4;&#x30BA;&#x3057;&#x3001;&#x5927;&#x898F;&#x6A21;&#x306A;&#x525B;&#x6027;&#x8DB3;&#x5834;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x6A5F;&#x80FD;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x304B;&#x3089;&#x3001;MreB&#x8907;&#x5408;&#x4F53;&#x3092;&#x79FB;&#x52D5;&#x3059;&#x308B;&#x3068;&#x3001;&#x305D;&#x306E;&#x6574;&#x7136;&#x3068;&#x3057;&#x305F;&#x3001;&#x7DDA;&#x5F62;&#x306E;&#x633F;&#x5165;&#x3092;&#x78BA;&#x5B9F;&#x306B;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x6210;&#x9577;&#x30DA;&#x30D7;&#x30C1;&#x30C9;&#x30B0;&#x30EA;&#x30AB;&#x30F3;&#x9396;&#x306B;&#x5F35;&#x529B;&#x3092;&#x9069;&#x7528;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x9577;&#x3044;&#x3089;&#x305B;&#x3093;&#x30D5;&#x30A3;&#x30E9;&#x30E1;&#x30F3;&#x30C8;&#x306F;&#x3001;&#x30ED;&#x30C3;&#x30C9;&#x72B6;&#x306E;&#x7D30;&#x83CC;&#x306E;&#x96FB;&#x5B50;Cryotomograms&#x5185;&#x306E;&#x30BB;&#x30EB;&#x3092;&#x53D6;&#x308A;&#x56F2;&#x3080;&#x898B;&#x3089;&#x308C;&#x306A;&#x3044;

&#xB9C9;&#xB300; &#xBAA8;&#xC591;&#xC758; &#xBC15;&#xD14C;&#xB9AC;&#xC544;&#xB97C; &#xD615;&#xC131; &#xD558; &#xACE0; &#xADF8;&#xB4E4;&#xC758; &#xBAA8;&#xC591;&#xC744; &#xC720;&#xC9C0; &#xD558;&#xB294; &#xBC29;&#xBC95; &#xC138;&#xADE0;&#xC131; &#xC138;&#xD3EC; &#xC0DD;&#xBB3C;&#xD559;&#xC758; &#xC911;&#xC694; &#xD55C; &#xC9C8;&#xBB38;&#xC774; &#xC774;&#xB2E4;. &#xD615;&#xAD11; &#xAC00;&#xBCBC;&#xC6B4; &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD; &#xAC80;&#xC0AC; &#xBC95;&#xC758; &#xACB0;&#xACFC; &#xB9CE;&#xC740; &#xB9D0;&#xB77C; &#xCCB4; MreB &#xBC0F; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xB2E4;&#xB978; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; &#xD615;&#xC131; &#xC138;&#xD3EC;&#xC758; &#xB0B4;&#xBD80; &#xB9C9; &#xB530;&#xB77C; &#xAE34; &#xB098;&#xC120;&#xD615; &#xD544; &#xB77C; &#xBA58; &#xD2B8;&#xB97C; &#xBBFF;&#xACE0; &#xC774;&#xB04C;&#xC5B4; &#xB0C8;&#xB2E4;. &#xC5EC;&#xAE30; &#xC6B0;&#xB9AC;&#xAC00; &#xBCF4;&#xC5EC; &#xACE0;&#xBD84;&#xC790; &#xD574;&#xC0C1;&#xB3C4; 6 &#xAC1C;&#xC758; &#xB9C9;&#xB300; &#xBAA8;&#xC591; &#xC138;&#xADE0; &#xC885;, &#xC804;&#xC790; cryotomography&#xB97C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xB354; &#xAE34; (&amp;gt; 80 nm) &#xD5EC;&#xB9AC;&#xCEEC; &#xBA58; &#xADFC;&#xCC98; &#xB610;&#xB294; &#xB0B4;&#xBD80; &#xBA64;&#xBE0C;&#xB808;&#xC778;&#xC758; &#xC5B4;&#xB290; &#xD45C;&#xBA74;&#xC5D0; &#xB530;&#xB77C; &#xC874;&#xC7AC;. &#xC0C1;&#xD638; &#xAD00;&#xB828; &#xB41C; &#xACF3;&#xC744; &#xC54C;&#xC544;&#xB0B4;&#xB294;-&#xD615;&#xAD11; &#xBE5B; &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD; (&#xACF3;&#xC744; &#xC54C;&#xC544;&#xB0B4;&#xB294;-fLM) &#xBC0F; &#xACF3;&#xC744; &#xC54C;&#xC544;&#xB0B4;&#xB294;-&#xC804;&#xC790; &#xB2E8;&#xCE35; &#xCD2C;&#xC601; (ECT) MreB, MreB &#xD544; &#xB77C; &#xBA58; &#xD2B8; &#xC694;&#xBC95;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xAC10;&#xC9C0; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4; &#xD398;&#xC774;&#xC9C0;&#xC758; &#xC138;&#xD3EC;&#xC9C8; &#xBC88;&#xB4E4;&#xC744; &#xC2DD;&#xBCC4; &#xD558;&#xAE30; &#xC704;&#xD574; &#xB610;&#xD55C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xACB0;&#xACFC; &#xBE44;&#xCD94;&#xC5B4; &#xAD6C;&#xC870;&#xC640; Mreb&#xC758; &#xAE30;&#xB2A5; &#xC7AC;&#xACE0; &#xD574;&#xC57C; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;: &#xD070; &#xB531;&#xB531;&#xD55C; &#xBE44; &#xACC4;&#xB294; &#xC138;&#xD3EC; &#xBCBD; &#xD569;&#xC131; &#xAE30;&#xACC4; localizes&#xB85C; &#xC791;&#xB3D9; &#xD558;&#xB294; &#xB300;&#xC2E0; MreB &#xB2E8;&#xC9C0; &#xC774;&#xB3D9; &#xC801;&#xC6A9; &#xB420; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4; &#xAE34;&#xC7A5; peptidoglycan &#xAC00;&#xB2E5;&#xC758; &#xC9C8;&#xC11C;, &#xC120;&#xD615; &#xC0BD;&#xC785;&#xC744; &#xC704;&#xD574; &#xC131;&#xC7A5; &#xD558; &#xACE0; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xAE34; &#xB098;&#xC120;&#xD615; &#xD544; &#xB77C; &#xBA58; &#xD2B8; &#xC140; &#xB9C9;&#xB300; &#xBAA8;&#xC591; &#xBC15;&#xD14C;&#xB9AC;&#xC544;&#xC758; &#xC804;&#xC790; cryotomograms&#xC5D0; &#xD3EC;&#xC704; &#xB9DD;&#xC744; &#xB098;&#xD0C0;&#xB098;&#xC9C0; &#xC54A;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xBF;C&#xF3;mo en forma de bastoncillos formar y mantener su forma es una cuesti&#xF3;n importante en la biolog&#xED;a de la c&#xE9;lula bacteriana. Los resultados de la microscop&#xED;a de luz fluorescente han llevado a muchos a creer que el MreB hom&#xF3;logo de actina y un n&#xFA;mero de otras prote&#xED;nas forman largos filamentos helicoidales a lo largo de la membrana interna de la c&#xE9;lula. Aqu&#xED; nos muestran utilizando cryotomography electrones de seis diferentes en forma de varilla especies bacterianas, en la resoluci&#xF3;n macromolecular, que no largas (&#x26;gt; 80 nm) existen alrededor de filamentos helicoidales o bien a lo largo de la superficie de la membrana interna. Tambi&#xE9;n utilizamos la correlaci&#xF3;n de crio-microscop&#xED;a de luz fluorescente (crio-FLM) y la tomograf&#xED;a crio-electr&#xF3;nica (ECT) para identificar los haces citoplasm&#xE1;ticos de MreB, mostrando que los filamentos de MreB son detectables por la TEC. A la luz de estos resultados, la estructura y funci&#xF3;n de MreB debe ser examinada de nuevo: en lugar de actuar como un gran andamio r&#xED;gido que se localiza en la pared celular de la maquinaria sint&#xE9;tica, pasando complejos MreB puede aplicar tensi&#xF3;n a las crecientes cadenas de peptidoglicano para garantizar su inserci&#xF3;n ordenada, lineal .

Largos filamentos helicoidales no se ven las c&#xE9;lulas en el cerco Cryotomograms electr&#xF3;nicas de bacterias de forma bacilar

&#x7EC6;&#x83CC;&#x97AD;&#x6BDB;&#x662F;&#x5927;&#x81EA;&#x7136;&#x7684;&#x6700;&#x4EE4;&#x4EBA;&#x60CA;&#x5F02;&#x548C;&#x730E;&#x6237;&#x5EA7;&#x8EAB;&#x4F53;&#x4E4B;&#x4E00;&#x3002;&#x5176;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x5899;&#x951A;&#x7535;&#x673A;&#x4F7F;&#x7528;&#x5316;&#x5B66;&#x80FD;&#x91CF;&#x6765;&#x65CB;&#x8F6C;&#x5FAE;&#x7C73;&#x957F;&#x4E1D;&#x548C;&#x63A8;&#x52A8;&#x8FD9;&#x79CD;&#x7EC6;&#x83CC;&#x5BF9;&#x8425;&#x517B;&#x7269;&#x8D28;&#x548C;&#x6BD2;&#x7D20;&#x4ECE;&#x3002;&#x4E86;&#x89E3;&#x4ECE;&#x67D0;&#x4E9B;&#x6A21;&#x5F0F;&#x751F;&#x7269;&#x7684;&#x97AD;&#x6BDB;&#x7535;&#x673A;&#x5F88;&#x6E05;&#x695A;&#xFF0C;&#x867D;&#x7136;&#x5B83;&#x4EEC;&#x8DE8;&#x7EC6;&#x83CC;&#x738B;&#x56FD;&#x7684;&#x591A;&#x6837;&#x6027;&#x662F;&#x5C11;&#x597D;&#x7279;&#x70B9;&#xFF0C;&#x5141;&#x8BB8;&#x7535;&#x673A;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x4E0D;&#x53D8;&#x7684;&#x3001; &#x7406;&#x60F3;&#x7684;&#x673A;&#x5668;&#x5076;&#x5C14;&#x7684;&#x5931;&#x5B9E;&#x9648;&#x8FF0;&#x3002;&#x5728;&#x8FD9;&#x91CC;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x76EE;&#x524D;&#x6574;&#x4E2A;&#x7EC6;&#x83CC;&#x97AD;&#x6BDB;&#x7535;&#x673A;&#x4F53;&#x7CFB;&#x7ED3;&#x6784;&#x7535;&#x5B50; cryotomographical &#x7684;&#x8C03;&#x67E5;&#x3002;&#x5B88;&#x6052;&#x7684;&#x7ED3;&#x6784;&#x6838;&#x5FC3;&#x6620;&#x50CF;&#x7684;&#x6240;&#x6709; 11 &#x7EC6;&#x83CC;&#x5728;&#x89C2;&#x5BDF;&#x5230;&#xFF0C;&#x867D;&#x7136;&#x4EE4;&#x4EBA;&#x60CA;&#x8BB6;&#x7684;&#x5C0F;&#x8BF4;&#x4EE5;&#x53CA;&#x4E0D;&#x540C;&#x7ED3;&#x6784;&#x548C;&#x4E0D;&#x540C;&#x7684;&#x5BF9;&#x79F0;&#x53D1;&#x73B0;&#x56F4;&#x7ED5;&#x6838;&#x5FC3;&#x3002;&#x7535;&#x673A;&#x7ED3;&#x6784;&#x5173;&#x8054;&#x7684;&#x5B58;&#x5728;&#x548C;&#x7F3A;&#x4E4F;&#x7279;&#x5B9A;&#x7535;&#x673A;&#x57FA;&#x56E0;&#x5728;&#x6BCF;&#x4E2A;&#x751F;&#x7269;&#x4F53;&#x4E2D;&#x7684;&#x5EFA;&#x8BAE;&#x4E94;&#x79CD;&#x86CB;&#x767D;&#x53C2;&#x4E0E;&#x51FA;&#x53E3;&#x7684;&#x8BBE;&#x5907;&#xFF0C;&#x5305;&#x62EC;&#x7684; FliI&#xFF0C;&#x5176;&#x4F4D;&#x7F6E;&#x4F4E;&#x4E8E; C &#x73AF;&#x8BC1;&#x5B9E;&#x5F71;&#x50CF;&#x5220;&#x9664;&#x5E94;&#x53D8;&#x7684;&#x4F4D;&#x7F6E;&#x3002;&#x5728;&#x8FD9;&#x91CC;&#x770B;&#x5230;&#x7684;&#x5B88;&#x6052;&#x548C;&#x4E13;&#x95E8;&#x8C03;&#x6574;&#x7ED3;&#x6784;&#x76F8;&#x7ED3;&#x5408;&#x9610;&#x660E;&#x5982;&#x4F55;&#x6F14;&#x53D8;&#x8FD9;&#x590D;&#x6742;&#x7684;&#x86CB;&#x767D;&#x8D28;&#x80FD;&#x5948;&#x7C73;&#x673A;&#x5668;&#x4EE5;&#x6EE1;&#x8DB3;&#x4E0D;&#x540C;&#x7684;&#x7269;&#x79CD;&#x3002;

&#x7EC6;&#x83CC;&#x97AD;&#x6BDB;&#x7535;&#x673A;&#x7684;&#x7ED3;&#x6784;&#x591A;&#x6837;&#x6027;&#x3002;

The bacterial flagellum is one of nature's most amazing and well-studied nanomachines. Its cell-wall-anchored motor uses chemical energy to rotate a microns-long filament and propel the bacterium towards nutrients and away from toxins. While much is known about flagellar motors from certain model organisms, their diversity across the bacterial kingdom is less well characterized, allowing the occasional misrepresentation of the motor as an invariant, ideal machine. Here, we present an electron cryotomographical survey of flagellar motor architectures throughout the Bacteria. While a conserved structural core was observed in all 11 bacteria imaged, surprisingly novel and divergent structures as well as different symmetries were observed surrounding the core. Correlating the motor structures with the presence and absence of particular motor genes in each organism suggested the locations of five proteins involved in the export apparatus including FliI, whose position below the C-ring was confirmed by imaging a deletion strain. The combination of conserved and specially-adapted structures seen here sheds light on how this complex protein nanomachine has evolved to meet the needs of different species.

Structural diversity of bacterial flagellar motors.

Le flagelle bact&#xE9;rien est l&#x26;#39;une des nanomachines la plus &#xE9;tonnante et bien &#xE9;tudi&#xE9; la nature. Sa paroi cellulaire ancr&#xE9; moteur utilise l&#x26;#39;&#xE9;nergie chimique pour faire tourner un filament microns de long et de propulser la bact&#xE9;rie vers des &#xE9;l&#xE9;ments nutritifs et &#xE0; l&#x26;#39;abri des toxines. Alors que beaucoup est connu au sujet des moteurs flagellaires de certains organismes mod&#xE8;les, leur diversit&#xE9; &#xE0; travers le royaume bact&#xE9;rienne est moins bien caract&#xE9;ris&#xE9;, ce qui permet la pr&#xE9;sentation inexacte des faits occasionnels du moteur comme un invariant, machine id&#xE9;ale. Ici, nous pr&#xE9;sentons un sondage &#xE9;lectronique cryotomographical d&#x26;#39;architectures moteur flagellaire tout au long des bact&#xE9;ries. Bien conserv&#xE9; un noyau structurel a &#xE9;t&#xE9; observ&#xE9;e dans tous les 11 bact&#xE9;ries imag&#xE9;es, des structures &#xE9;tonnamment nouvelles et divergentes, ainsi que des sym&#xE9;tries diff&#xE9;rentes ont &#xE9;t&#xE9; observ&#xE9;es entourant le noyau. Corr&#xE9;lation entre les structures de moteur avec la pr&#xE9;sence et l&#x26;#39;absence de g&#xE8;nes particuliers dans chaque moteur organisme a sugg&#xE9;r&#xE9; que les emplacements des cinq prot&#xE9;ines impliqu&#xE9;es dans l&#x26;#39;appareil d&#x26;#39;exportation, y compris Flii, dont la position en dessous de la C-anneau a &#xE9;t&#xE9; confirm&#xE9; par l&#x26;#39;imagerie d&#x26;#39;une souche de suppression. La combinaison de structures conserv&#xE9;es et sp&#xE9;cialement adapt&#xE9; vus ici met en lumi&#xE8;re la fa&#xE7;on dont cette prot&#xE9;ine complexe nanomachine a &#xE9;volu&#xE9; pour r&#xE9;pondre aux besoins des diff&#xE9;rentes esp&#xE8;ces.

La diversit&#xE9; structurelle des bact&#xE9;rienne Motors flagellaire

Die bakterielle Flagellen geh&ouml;rt zu der Natur am meisten erstaunlich und gut erforscht Nanomaschinen. Seine Zelle Wand-verankertes Motor wird chemischen Energie verwendet, um einem Mikrometer langen Faden zu drehen und treiben das Bakterium in Richtung N&auml;hrstoffe und entfernt Giftstoffe. W&auml;hrend viel &uuml;ber Flimmerband Motoren von bestimmten Modellorganismen bekannt ist, ist ihre Vielfalt durch das bakterielle K&ouml;nigreich, dass weniger gut charakterisiert die gelegentliche falsche Darstellung der Motor als invariante, ideale Maschine erm&ouml;glicht. Hier pr&auml;sentieren wir eine Elektron-Cryotomographical-Umfrage Flimmerband motor Architekturen w&auml;hrend der Bakterien. W&auml;hrend ein konservierten struktureller Kern in allen 11 Bakterien abgebildet beobachtet wurde, wurden &uuml;berraschenderweise Roman sowie unterschiedliche Strukturen und verschiedenen Symmetrien beobachtet rund um den Kern. Korrelation der motorischen Strukturen mit der Anwesenheit und Abwesenheit von bestimmten motor Gene in jedem Organismus vorgeschlagen, die Positionen der f&uuml;nf-Proteine in der Export-Apparat, einschlie&szlig;lich FliI, deren Position unterhalb der C-Ring Imaging eine L&ouml;schung Belastung best&auml;tigt wurde. Die Kombination von konservierten und speziell angepassten Strukturen gesehen hier beleuchtet wie dieses komplexe Protein Nanomaschine entwickelt hat, um die Bed&uuml;rfnisse der verschiedenen Arten.

Strukturvielfalt bakterielle Flimmerband Motoren.

Il flagello &egrave; una delle nanomacchine pi&ugrave; sorprendente e ben studiata di natura. Il suo motore cella-muro-ancorata utilizza energia chimica per ruotare un filamento lungo micron e spingere il batterio verso le sostanze nutrienti e lontano dalle tossine. Mentre molto &egrave; conosciuto circa flagellari motori da alcuni organismi modello, loro diversit&agrave; attraverso il Regno batterico &egrave; che meno ben caratterizzati, permettendo il travisamento occasionale del motore come una macchina ideale, invariante. Qui di seguito, presentiamo un&#39;indagine cryotomographical elettrone di architetture motore flagellari in tutto i batteri. Mentre un nucleo strutturale conservato &egrave; stato osservato in tutti i 11 batteri imaged, sorprendentemente romanzo e strutture divergenti, come pure diverse simmetrie sono state osservate che circonda il nucleo. Correlando il motore strutture con la presenza e l&#39;assenza di particolari geni motore in ogni organismo, ha suggerito le posizioni delle cinque proteine coinvolte nell&#39;apparato esportazione compresi FliI, la cui posizione sotto l&#39;anello a C &egrave; stata confermata da un ceppo di eliminazione di imaging. La combinazione di strutture conservate e appositamente adattato visto qui getta luce su come questa proteina complessa nanomacchina si &egrave; evoluto per soddisfare le esigenze delle diverse specie.

Diversit&agrave; strutturale dei motori flagellari batterici.

&#x30D0;&#x30AF;&#x30C6;&#x30EA;&#x30A2;&#x306E;&#x97AD;&#x6BDB;&#x306F;&#x3001;&#x81EA;&#x7136;&#x306E;&#x6700;&#x3082;&#x7D20;&#x6674;&#x3089;&#x3057;&#x3044;&#x3068;&#x3088;&#x304F;&#x7814;&#x7A76;&#x3055;&#x308C;&#x30CA;&#x30CE;&#x30DE;&#x30B7;&#x30F3;&#x306E;&#x4E00;&#x3064;&#x3067;&#x3059;&#x3002;&#x305D;&#x306E;&#x7D30;&#x80DE;&#x58C1;&#x30A2;&#x30F3;&#x30AB;&#x30FC;&#x30E2;&#x30FC;&#x30BF;&#x306F;&#x3001;&#x30DF;&#x30AF;&#x30ED;&#x30F3;&#x306E;&#x9577;&#x7E4A;&#x7DAD;&#x3092;&#x56DE;&#x8EE2;&#x3055;&#x305B;&#x308B;&#x3068;&#x6804;&#x990A;&#x3068;&#x306E;&#x8DDD;&#x96E2;&#x6BD2;&#x7D20;&#x306B;&#x5BFE;&#x3059;&#x308B;&#x7D30;&#x83CC;&#x3092;&#x63A8;&#x9032;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x5316;&#x5B66;&#x30A8;&#x30CD;&#x30EB;&#x30AE;&#x30FC;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x975E;&#x5E38;&#x306B;&#x7279;&#x5B9A;&#x306E;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x751F;&#x7269;&#x304B;&#x3089;&#x3079;&#x3093;&#x6BDB;&#x30E2;&#x30FC;&#x30BF;&#x30FC;&#x306B;&#x3064;&#x3044;&#x3066;&#x306F;&#x77E5;&#x3089;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x304C;&#x3001;&#x7D30;&#x83CC;&#x306E;&#x738B;&#x56FD;&#x3092;&#x8D8A;&#x3048;&#x3001;&#x305D;&#x306E;&#x591A;&#x69D8;&#x6027;&#x306F;&#x3042;&#x307E;&#x308A;&#x4E0D;&#x5909;&#x306E;&#x3001;&#x7406;&#x60F3;&#x7684;&#x306A;&#x30DE;&#x30B7;&#x30F3;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x3001;&#x30E2;&#x30FC;&#x30BF;&#x306E;&#x81E8;&#x6642;&#x306E;&#x4E0D;&#x5B9F;&#x8868;&#x793A;&#x3092;&#x53EF;&#x80FD;&#x306B;&#x3059;&#x308B;&#x3001;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x7279;&#x5FB4;&#x3068;&#x3059;&#x308B;&#x3002;&#x3053;&#x3053;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x7D30;&#x83CC;&#x3079;&#x3093;&#x6BDB;&#x30E2;&#x30FC;&#x30BF;&#x30FC;&#x5168;&#x4F53;&#x306E;&#x30A2;&#x30FC;&#x30AD;&#x30C6;&#x30AF;&#x30C1;&#x30E3;&#x306E;&#x96FB;&#x5B50;cryotomographical&#x8ABF;&#x67FB;&#x3092;&#x63D0;&#x793A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x4FDD;&#x5B58;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x69CB;&#x9020;&#x306E;&#x30B3;&#x30A2;&#x304C;&#x64AE;&#x50CF;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x5168;11&#x306E;&#x7D30;&#x83CC;&#x306B;&#x304A;&#x3044;&#x3066;&#x89B3;&#x5BDF;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x304C;&#x3001;&#x9A5A;&#x304F;&#x307B;&#x3069;&#x5C0F;&#x8AAC;&#x3068;&#x767A;&#x6563;&#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x3060;&#x3051;&#x3067;&#x306A;&#x304F;&#x3001;&#x3055;&#x307E;&#x3056;&#x307E;&#x306A;&#x5BFE;&#x79F0;&#x6027;&#x306F;&#x3001;&#x30B3;&#x30A2;&#x306E;&#x5468;&#x56F2;&#x3092;&#x89B3;&#x5BDF;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x305D;&#x308C;&#x305E;&#x308C;&#x306E;&#x751F;&#x7269;&#x306E;&#x7279;&#x5B9A;&#x306E;&#x30E2;&#x30FC;&#x30BF;&#x306E;&#x907A;&#x4F1D;&#x5B50;&#x306E;&#x5B58;&#x5728;&#x4E0B;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x975E;&#x5B58;&#x5728;&#x4E0B;&#x3067;&#x30E2;&#x30FC;&#x30BF;&#x69CB;&#x9020;&#x306E;&#x76F8;&#x95A2;&#x3092;&#x3059;&#x308B;&#x3068;&#x3001;&#x4F4D;&#x7F6E;C-&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x4E0B;&#x30A4;&#x30E1;&#x30FC;&#x30B8;&#x30F3;&#x30B0;&#x6B20;&#x5931;&#x682A;&#x304C;&#x78BA;&#x8A8D;&#x3055;&#x308C;&#x305F;FliI&#x306A;&#x3069;&#x3001;&#x8F38;&#x51FA;&#x88C5;&#x7F6E;&#x306B;&#x95A2;&#x4E0E;&#x3059;&#x308B;5&#x3064;&#x306E;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x306E;&#x4F4D;&#x7F6E;&#x3092;&#x793A;&#x5506;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x3053;&#x3053;&#x306B;&#x898B;&#x3089;&#x308C;&#x308B;&#x4FDD;&#x5B58;&#x3055;&#x308C;&#x3001;&#x7279;&#x5225;&#x306B;&#x9069;&#x5FDC;&#x3057;&#x305F;&#x69CB;&#x9020;&#x306E;&#x7D44;&#x307F;&#x5408;&#x308F;&#x305B;&#x306F;&#x3001;&#x3053;&#x306E;&#x8907;&#x96D1;&#x306A;&#x86CB;&#x767D;&#x8CEA;&#x30CA;&#x30CE;&#x30DE;&#x30B7;&#x30F3;&#x306F;&#x3001;&#x7570;&#x306A;&#x308B;&#x7A2E;&#x306E;&#x30CB;&#x30FC;&#x30BA;&#x3092;&#x6E80;&#x305F;&#x3059;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x9032;&#x5316;&#x3057;&#x3066;&#x304D;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3069;&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306B;&#x5149;&#x3092;&#x6295;&#x3052;&#x304B;&#x3051;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3002;

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&#xC138;&#xADE0; flagellar &#xBAA8;&#xD130;&#xC758; &#xAD6C;&#xC870; &#xB2E4;&#xC591;&#xC131;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;.

El flagelo bacteriano es una de las nanom&#xE1;quinas m&#xE1;s sorprendente y bien estudiado de la naturaleza. Su pared celular anclado el motor utiliza la energ&#xED;a qu&#xED;mica para hacer girar un filamento de micras de largo y propulsar a la bacteria a los alimentos y lejos de las toxinas. Aunque se sabe mucho sobre los motores flagelares de ciertos organismos modelo, su diversidad en todo el reino bacteriano es muy bien caracterizada, que permite la tergiversaci&#xF3;n ocasional del motor como una m&#xE1;quina de todos los idiomas, ideal. A continuaci&#xF3;n, presentamos una encuesta electr&#xF3;nica cryotomographical de las arquitecturas de motor flagelar a trav&#xE9;s de las bacterias. Mientras que un n&#xFA;cleo estructural conservada se observ&#xF3; en todas las 11 bacterias con imagen, las estructuras sorprendentemente nuevos y divergentes, as&#xED; como diferentes simetr&#xED;as se observ&#xF3; que rodea al n&#xFA;cleo. Correlacionar las estructuras de motor con la presencia y ausencia de genes de motor particulares de cada organismo sugiri&#xF3; la ubicaci&#xF3;n de cinco prote&#xED;nas implicadas en el aparato de exportaci&#xF3;n incluyendo flii, cuya posici&#xF3;n por debajo del anillo C fue confirmada por im&#xE1;genes una supresi&#xF3;n cepa. La combinaci&#xF3;n de estructuras conservadas y adaptados especialmente ven en la foto arroja luz sobre c&#xF3;mo este complejo de prote&#xED;nas nanom&#xE1;quina ha evolucionado para satisfacer las necesidades de las diferentes especies.

Songye Chen

Division of Biology

California Institute of Technology - Caltech

Electron Cryotomography of Bacterial Cells