Diplomová práce

Strukturní studie molekulárních strojů in situ

Structural studies of molecular machines in situ

Bc. Matyáš Pinkas, učo 451337
Anotace

Kryogenní elektronova mikroskopie umožňuje studium makromolekulárních komplexů in situ s vyskokým rozlišením za podmínek podobných nativnímu stavu buňky, pomocí technologického postupu kryogenní elektronové tomografie. Celý proces začíná přípravou a vitrifikací buněk, ze kterých jsou nařezány tenké destičky pomocí fokusovaného iontového svazku. Na těchto destičkách jsou poté nasbírána tomografická …více

Abstract

Cryogenic electron microscopy enables high-resolution structural analysis of macromolecular complexes in situ at near-native conditions. This is achieved by utilising cryogenic electron tomography and focused ion beam micromachining. The focused ion beam is applied to produce thin lamellae from vitrified cells and cryogenic electron tomography is employed to acquire tilt-series to compute tomograms …více

Zadání práce

Cryo-electron microscopy is a dynamically developing method with increasing utilization in structural biology research. Recent advances in the detector technology enabled near-atomic structural studies of protein complexes including the molecular machines such as RNA polymerases or ribosomes. One advantage of the cryo-electron microscopy with respect to the other high-resolution structural biology methods lies in its capability to structurally characterize pleiomorphic objects and molecular assemblies which are difficult to characterize under in vitro conditions by cryo-electron tomography (cryo-ET). Moreover, when cryo-ET is preceeded by the focused ion beam micromachining (FIBM) of the cellular sample, the resulting cryo-ET tomograms will provide structural information about the macromolecular complexes in the context of the cells at near-native conditions.

The aim of the diploma thesis is to utilize FIBM and cryo-ET to study higher order assemblies of RNA polymerase and ribosome inside Saccharomyces cerevisiae under standard and stress conditions. The student will deepen his knowledge in molecular biology and electron microscopy. She/he will learn to operate both scanning and transmission electron microscopes and analyze the cryo-ET data.


Literature:
  • Frank, Joachim, ed. Electron tomography: three-dimensional imaging with the transmission electron microscope. Springer Science and Business Media, 2013.
  • Reimer, Ludwig. Scanning electron microscopy: physics of image formation and microanalysis. Vol. 45. Springer, 2013.
  • Brandt, Florian, Lars-Anders Carlson, F. Ulrich Hartl, Wolfgang Baumeister, and Kay Grünewald. The three-dimensional organization of polyribosomes in intact human cells. Molecular Cell(2010) 39: 560-569.
  • Rigort, Alexander, and Jürgen M. Plitzko. Cryo-focused-ion-beam applications in structural biology. Archives of biochemistry and biophysics (2015), 581: 122-130.
  • Rigort, Alexander, Felix JB Bäuerlein, Andrew Leis, Manuela Gruska, Christian Hoffmann, Tim Laugks, Ulrike Böhm et al. Micromachining tools and correlative approaches for cellular cryo-electron tomography. Journal of Structural Biology (2010) 172: 169-179.
Práce zkontrolována:
3. 6. 2020 15:35, doc. Mgr. Karel Kubíček, Ph.D., učo 20563
Jazyk práce
angličtina angličtina
Termín obhajoby
26. 6. 2020
Práce byla úspěšně obhájena

Vedoucí

doc. Mgr. Karel Kubíček, Ph.D., učo 20563
ÚFKL Fyz PřF MU

Oponent

RNDr. Roman Kouřil, PhD.
Katedra biofyziky Přírodovědecké fakulty UP Olomouc

Konzultant

Mgr. Jiří Nováček, Ph.D., učo 151132
ÚFKL Fyz PřF MU

  • Přidání souboru

    Soubor nebo složku lze nahrát pomocí tlačítka Přidat.
  • Další operace se soubory

    Podrobnosti lze zjistit označením příslušného řádku.
  • Pohled pro experty

    Pro častou práci je možné zvolit režim Více možností.
  • Vyhledávání souborů

    Vyhledávaný výraz můžete zadat přímo do adresního řádku.
  • Rychlý přístup k souborům

    Pomocí funkce Nedávné je možné se rychle vrátit k právě prohlíženým souborům. Oblíbené soubory je také možné označit Hvězdičkou.