Transmisní elektronová mikroskopie zažívá v posledních dvou dekádách obrovský rozvoj v oblasti rozlišení a citlivosti, což společně s metodologickým rozvojem v oblasti strukturní biologie a biofyzikálního studia molekul umožňuje určování molekulárních struktur ať zamrazených ve formě vitrifikovaného ledu (kryo-elektronová mikroskopie) nebo ve formě krystalu. Běžným přístupem při určování molekulárních struktur na atomární úrovni je kapalné vzorky studovat pomocí např. nukleární magnetické nukleární rezonance (NMR), krystalické vzorky pomocí X-ray krystalografie a velké molekulární komplexy nebo tzv. „molecular machines“ pomocí metod rentgenového rozptylu pod malými úhly (SAXS) nebo právě kryo-elektronovou mikroskopií (cryoEM). Moderní elektronové mikroskopy umožňují sběr dat jak v difrakčním, tak transmisním režimu, což se jeví velmi perspektivně v případě, že by nebylo nutné pro sběr kvalitních difrakčních dat absolvovat měření na synchrotronu, jež jsou přístupné v zahraničí.

Student se v rámci bakalářské práce seznámí s principy elektronové mikroskopie, s obsluhou a fungováním přístrojového vybavení centrální laboratoře Kryo-elektronové mikroskopie a tomografie. Po zaškolení se student zapojí do přípravy a studia struktury tandemové SH2 domény transkripčního elongačního faktoru Spt6, případně dalších konstruktů tohoto proteinu a pokusí se naměřit data jak v transmisním tak v difrakčním režimu.

Cílem práce je studium struktur biomakromolekul pomocí kryo-elektronové mikroskopie. Student se primárně zaměří na metody získání strukturních dat pro biomakromolekuly o velikosti 80-150kDa, které jsou vzhledem ke své velikosti obtížně studovatelné pomocí běžných postupů zavedených v kryo-elektronové mikroskopii. Student se bude zabývat optimalizací postupu přípravy vzorku transkripčního elongačního faktoru Spt6 pro účely měření pomocí kryo-elektronové mikroskopie, měřením a vyhodnocením dat z prozařovacího elektronového mikroskopu vybaveného fázovou destičkou, optimalizací vzorku a měřením dat metodou elektronové difrakce na mikrokrystalech.

• Grant J. Jensen: Cryo-EM, Part A: Sample Preparation and Data Collection. Methods in Enzymology, 2010; Vol. 481
• Grant J. Jensen: Cryo-EM, Part B: 3-D reconstruction. Methods in Enzymology, 2010; Vol. 482
• Joachim Frank: Three-Dimensional Electron Microscopy of Macromolecular Assemblies: Visualization of Biological Molecules in Their Native State 2nd Ed., Oxford University Press, 2006
• Sun, M., Lariviere, L., Dengl, S., Mayer, A., Cramer, P.: A tandem SH2 domain in transcription elongation factor Spt6 binds the phosphorylated RNA polymerase II C-terminal repeat domain (CTD). 2010 J.Biol.Chem, 41597-41603
• Close, D., Johnson, S.J., Sdano, M.A., McDonald, S.M., Robinson, H., Formosa, T., Hill, C.P.:Crystal structures of the S. cerevisiae Spt6 core and C-terminal tandem SH2 domain. 2011 J.Mol.Biol., 697-713