Fabricage van monolayer grafeen-gecoate roosters voor cryo-elektronenmicroscopie

Cryogene elektronenmicroscopie (cryoEM) is naar voren gekomen als een krachtige techniek om de atomaire structuur van macromoleculaire complexen te onderzoeken. Monstervoorbereiding voor cryoEM vereist het bewaren van monsters in een dunne laag glasachtig ijs, meestal gesuspendeerd in de gaten van een gefenestreerde steunfilm. Alle veelgebruikte benaderingen voor monstervoorbereiding voor cryoEM-onderzoeken stellen het monster echter bloot aan het lucht-watergrensvlak, waardoor een sterk hydrofoob effect op het monster wordt geïntroduceerd dat vaak resulteert in denaturatie, aggregatie en complexe dissociatie. Verder beïnvloeden geprefereerde hydrofobe interacties tussen regio's van het monster en de lucht-waterinterface de oriëntaties van de macromoleculen, wat resulteert in 3D-reconstructies met anisotrope directionele resolutie.

Het is aangetoond dat adsorptie van cryoEM-monsters op een monolaag grafeen helpt de interacties met het lucht-watergrensvlak te verminderen en tegelijkertijd de introductie van achtergrondgeluid te minimaliseren. Grafeenondersteuningen bieden ook het voordeel dat ze de vereiste concentratie van eiwitten die nodig zijn voor cryoEM-beeldvorming aanzienlijk verlagen. Ondanks de voordelen van deze ondersteuningen, worden met grafeen gecoate roosters niet veel gebruikt door de cryoEM-gemeenschap vanwege de onbetaalbare kosten van commerciële opties en de uitdagingen die gepaard gaan met grootschalige in-house productie. Dit artikel beschrijft een efficiënte methode voor het bereiden van batches cryoEM-roosters die bijna volledig bedekt zijn met monolaag grafeen.