Centrální laboratoř Kryo-elektronová mikroskopie a tomografie

Hlavní činnost

Moderní elektronová mikroskopie biologických vzorků se ve strukturní biologii provádí na buněčné a molekulární úrovni pomocí 3D kryo-elektronové mikroskopie a kryo-elektronové tomografie, kdy vzorky jsou prudce zamraženy a tak uchovány blízko jejich přirozeném stavu. Kryo-elektronová tomografie (kryo-ET) je jediná metoda umožňující studium pleiomorfických struktur, jako jsou buňky a buněčné organely, zatímco kryo-elektronová mikroskopie (kryo-EM) se používá pro určení struktury jednotlivých částic, především větších makromolekulárních komplexů, které byly izolovány a vyčištěny pomocí biochemických metod. Obě metody poskytují informace o buněčné a molekulární úrovni makromolekulárních komplexů jako kompletních funkčních celků, a proto jsou ideální pro detailní analýzu jejich struktury a funkce, zvláště v kombinaci s komplementárními moderními biochemickými metodami. Hlavní činnost sdílené laboratoře se soustředí (i) na aplikaci kryo-EM a kryo-ET na důležité biologické komplexy in vitro a in situ, (ii) implementaci vhodných a nejmodernějších postupů ve zpracování obrazu a 3D rekonstrukcích a (iii) optimalizaci metod přípravy biologických kryo-vzorků.

Jedinečné vlastnosti

Hlavním cílem sdílené laboratoře je vytvořit centrum pro kryo-elektronovou mikroskopii na světové úrovni, které by bylo přístupné jak pro interní, tako pro externí uživatele. Centrum bude poskytovat přístup ke špičkovému přístrojovému vybavení pro kryo-EM, které je schopné automatické a vysokokapacitní kolekce dat pro 3D rekonstrukce purifikovaných komplexů, a pro kryo-ET buněčných a pleiomorfních struktur. Centrum bude dále poskytovat asistenci externím uživatelům / spolupracovníkům při zpracování obrazového materiálu (např. 3-D rekonstrukce, denoising, identifikace 3D molekul, segmentace, vizualizace). Projekty externích uživatelů budou vybírány formou peer review na základě vědecké kvality, technické vhodnosti a proveditelnosti. Centrum bude rovněž nabízet školení umožňující specialistům z jiných oborů získat potřebné schopnosti v analýze dat. Špičkové přístrojové vybavení a tým zkušených výzkumných pracovníků budou zárukou služeb na vysoké odborné úrovni, kvalitního školení i nákladově efektivního využívání zdrojů.

Základní přístrojové vybavení (sdílená laboratoř je v plném provozu od roku 2014)

• Mikroskop TEM FEI Titan Krios vybavený přímým detektorem FEI Falcon II a energetickým filtrem GIF s 4k CCD kamerou

• Mikroskop TEM FEI Tecnai F20 vybavený kamerou 4k CCD a dvěma kryo-držáky 

• Mikroskop SEM/FIB FEI Versa3D vybavený kryo-komorou Quorum pro manipulaci s kryo-vzorky

• Vitrifikační robot FEI Vitrobot Mk. IV 

• Doutnavý výboj pro hydrofilizaci EM mřížek a uhlíková naprašovačka

Sdílená laboratoř je součástí českého národního přidruženého centra INSTRUCT. 

Všechny sdílené laboratoře CEITEC jsou k dispozici externím uživatelům (z akademického prostředí i z firem). Čeští i zahraniční výzkumníci z univerzit a výzkumných institucí, kteří mají zájem o získání přístupu do sdílených laboratoří, mohou využít podpory z výzkumné infrastruktury CIISB, financované Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy ČR. Zahraniční vědci mohou využít výhod projektu iNext.

  

seznam / vizitky

VYBRANÉ PUBLIKACE

2017

• FIALA, T; LUDVIKOVA, L; HEGER, D; SVEC, J; SLANINA, T; VETRAKOVA, L; BABIAK, M; NECAS, M; KULHANEK, P; KLAN, P; SINDELAR, V, 2017:Bambusuril as a One-Electron Donor for Photoinduced Electron Transfer to Methyl Viologen in Mixed Crystals. JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 139 (7), p. 2597 - 2603.
• HLAVACEK, A; PETEREK, M; FARKA, Z; MICKERT, MJ; PRECHTL, L; KNOPP, D; GORRIS, HH, 2017:Rapid single-step upconversion-linked immunosorbent assay for diclofenac. MICROCHIMICA ACTA 184 (10), p. 4159 - 4165.
• HUTER, P; ARENZ, S; BOCK, LV; GRAF, M; FRISTER, JO; HEUER, A; PEIL, L; STAROSTA, AL; WOHLGEMUTH, I; PESKE, F; NOVACEK, J; BERNINGHAUSEN, O; GRUBMULLER, H; TENSON, T; BECKMANN, R; RODNINA, MV; VAIANA, AC; WILSON, DN, 2017:Structural Basis for Polyproline-Mediated Ribosome Stalling and Rescue by the Translation Elongation Factor EF-P. MOLECULAR CELL 68 (3), p. 515 - +.
• CHAMRADOVA, I; VOJTOVA, L; CASTKOVA, K; DIVIS, P; PETEREK, M; JANCAR, J, 2017:The effect of hydroxyapatite particle size on viscoelastic properties and calcium release from a thermosensitive triblock copolymer. COLLOID POLYM SCI 295 (1), p. 107 - 115.
• JURASEK, M; VACHA, R, 2017:Self-assembled clusters of patchy rod-like molecules. SOFT MATTER 13 (41), p. 7492 - 7497.
• PEKARIK, V; PESKOVA, M; GURAN, R; NOVACEK, J; HEGER, Z; TRIPSIANES, K; KUMAR, J; ADAM, V, 2017:Visualization of stable ferritin complexes with palladium, rhodium and iridium nanoparticles detected by their catalytic activity in native polyacrylamide gels. DALTON TRANSACTIONS 46 (40), p. 13690 - 13694.
• SKUBNIK, K; NOVACEK, J; FUZIK, T; PRIDAL, A; PAXTON, RJ; PLEVKA, P, 2017:Structure of deformed wing virus, a major honey bee pathogen. PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA 114 (12), p. 3210 - 3215.
• STYSKALIK, A; BABIAK, M; MACHAC, P; RELICHOVA, B; PINKAS, J, 2017:New Adamantane-like Silicophosphate Cage and Its Reactivity toward Tris(pentafluorophenyl)borane. INORGANIC CHEMISTRY 56 (17), p. 10699 - 10705.

2016

• AMARO, M; SACHL, R; AYDOGAN, G; MIKHALYOV, I; VACHA, R; HOF, M, 2016:The role of ganglioside GM1 and sphingomyelin in the oligomerisation of beta-amyloid at physiological conditions: a single molecule study. FEBS JOURNAL 283 , p. 71 - 71.
• AMARO, M; SACHL, R; AYDOGAN, G; MIKHALYOV, II; VACHA, R; HOF, M, 2016:GM(1) Ganglioside Inhibits beta-Amyloid Oligomerization Induced by Sphingomyelin. ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION 55 (32), p. 9411 - 9415.
• CUNDERLOVA, V; HLAVACEK, A; HORNAKOVA, V; PETEREK, M; NEMECEK, D; HAMPL, A; EYER, L; SKLADAL, P, 2016:Catalytic nanocrystalline coordination polymers as an efficient peroxidase mimic for labeling and optical immunoassays. MICROCHIMICA ACTA 183 (2), p. 651 - 658.
• GRAF M; ARENZ S; HUTER P; DÖNHÖFER A; NOVÁČEK J; WILSON DN, 2016:Cryo-EM structure of the spinach chloroplast ribosome reveals the location of plastid-specific ribosomal proteins and extensions. NUCLEIC ACIDS RESEARCH , p. [Epub ahead of print] - .
• KUBICEK, K; KREJCIKOVA, M; BRAZDA, P; SMIRAKOVA, E; NOVACEK, J; CRAMER, P; STEFL, R, 2016:What are the key aspects of interaction between RNA polymerase II C-terminal domain phosphorylated on tyrosine-1 and the elongation factors. FEBS JOURNAL 283 , p. 21 - 21.
• MULLAPUDI E; NOVÁČEK J; PÁLKOVÁ L; KULICH P; LINDBERG AM; VAN KUPPEVELD FJ; PLEVKA P, 2016:Structure and genome release mechanism of human cardiovirus Saffold virus-3. JOURNAL OF VIROLOGY , p. [Epub ahead of print] - .
• MULLAPUDI, E; NOVACEK, J; PALKOVA, L; KULICH, P; LINDBERG, AM; VAN KUPPEVELD, FJM; PLEVKA, P, 2016:Structure and Genome Release Mechanism of the Human Cardiovirus Saffold Virus 3. JOURNAL OF VIROLOGY 90 (17), p. 7628 - 7639.
• NOVÁČEK J; ŠIBOROVÁ M; BENEŠÍK M; PANTŮČEK R; DOŠKAŘ J; PLEVKA P, 2016:Structure and genome release of Twort-like Myoviridae phage with a double-layered baseplate. PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA 113 (33), p. 9351 - 6.
• RUBIO-MARRERO, EN; VINCELLI, G; JEFFRIES, CM; SHAIKH, TR; PAKOS, IS; RANAIVOSON, FM; VON DAAKE, S; DEMELER, B; DE JACO, A; PERKINS, G; ELLISMAN, MH; TREWHELLA, J; COMOLETTI, D, 2016:Structural Characterization of the Extracellular Domain of CASPR2 and Insights into Its Association with the Novel Ligand Contactin1. JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 291 (11), p. 5788 - 5802.
• SHASMAL, M; DEY, S; SHAIKH, TR; BHAKTA, S; SENGUPTA, J, 2016:E. coli metabolic protein aldehyde-alcohol dehydrogenase-E binds to the ribosome: a unique moonlighting action revealed. SCIENTIFIC REPORTS 6

PROJEKTY

• iNEXT - Infrastructure for NMR, EM and X-ray crystallography for translational research (653706), H2020 - Excellent science - Research Infrastructures, 2015 - 2019
• CIISB4HEALTH - Česká infrastruktura pro integrativní strukturní biologii pro lidské zdraví (CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_013/0001776), MEYS, 2017 - 2021
• CIISB - České centrum pro integrativní strukturní biologii (LM2015043), MEYS, 2016 - 2019
• RIAT-CZ (ATCZ40), Interreg CZ-AT, 2016 - 2018

Filter

Filtr Search Research group / CF — vyberte hodnotu — Funkční vlastnosti nanostruktur - Josef HumlíčekChytré nanonástroje - Jaromír HubálekExperimentální biofotonika - Radim ChmelíkPříprava a charakterizace nanostruktur - Tomáš ŠikolaVývoj metod analýzy a měření - Petr KlapetekCharakterizace materiálů a pokročilé povlaky - Jozef KaiserPlazmové technologie - Lenka ZajíčkováSyntéza a analýza nanostruktur - Jiří PinkasVíceškálové modelování a měření fyzikálních vlastností - Roman GrögerPokročilé keramické materiály - Martin TrunecKybernetika pro materiálové vědy - Pavel VáclavekPokročilé polymerní materiály a kompozity - Josef JančářPokročilé kovové materiály a kompozity na bázi kovůGlykobiochemie - Michaela WimmerováMolekulární mikrobiologie - Alois ČížekZoonózy - Břetislav KoudelaOrtopedie a chirurgie - Pavel ProksImunogenomika zvířat - Petr HořínCytogenomika zvířat - Jiří RubešReprodukce savců - Martin AngerBehaviorální a sociální neurovědy - Milan BrázdilAplikované neurovědy - Irena RektorováLékařská genomika - Šárka PospíšilováMolekulární onkologie - solidní nádory - Ondřej SlabýDědičné poruchy - Transkripční regulace - Dalibor BlažekSkupina adaptivní imunity - Dmitriy ChudakovBioanalytická instrumentace - František ForetCytogenomika rostlin - Martin LysákFunkční genomika a proteomika rostlin - Jan HejátkoInterakce hormonálních drah ve vývoji rostlin - Helene Robert BoisivonProteomika - Zbyněk ZdráhalVývojová a buněčná biologie rostlin - Tomasz NodzynskiMolekulární komplexy chromatinu - Jiří FajkusVývojová a produkční biologie - omické přístupy - Břetislav BrzobohatýStresová signalizace a adaptace rostlin - Vanesa Beatriz TognettiMolekulární biologie rostlin - Karel ŘíhaKontrola kvality RNA - Štěpánka VaňáčováNanobiotechnologie - Petr SkládalRegulace genové exprese prostřednictvím RNA - Peter LukavskyStrukturní biologie genové regulace - Richard ŠteflStrukturní virologie - Pavel PlevkaStruktura a dynamika nukleových kyselin - Jiří ŠponerStruktura a interakce biomolekul na površích - Miroslav FojtaVýpočetní chemie - Jaroslav KočaMultimodální a funkční neurozobrazování - Ivan RektorCF: Centrální laboratoř GenomikaCF: Centrální laboratoř RTG difrakce a Bio-SAXSCF: CEITEC NanoCF: Národní NMR centrum Josefa DadokaCF: Centrální laboratoř Interakce a krystalizace biomolekulCF: Centrální laboratoř Kryo-elektronová mikroskopie a tomografieCF: Centrální laboratoř ProteomikaCF: Laboratoř multimodálního a funkčního zobrazováníCF: Centrální laboratoř NanobiotechnologieStruktura biosystémů a molekulárních materiálů - Radek MarekNekódující genom - Lukáš TrantírekStruktura a dynamika proteinů - Lukáš ŽídekInterakce proteiny-DNA - Konstantinos TripsianesERA Chair - RNA a imunita - Mary O'ConnellMikroprostředí imunitních buněk - Marek MrázCF: Buněčné zobrazováníCF: Laboratoř rostlinného výzkumuFunkční genomika - Michal ŠmídaInterakce protein-protein a protein-membrána - Robert VáchaMagneto-Optická a THz Spektroskopie - Petr NeugebauerMolekulární nanostruktury na površích - Jan ČechalNanomagnetismus a spintronika - Vojtěch Uhlíř Institution — vyberte hodnotu — Centrála CEITECCEITEC Masarykova univerzitaCEITEC Vysoké učení technické v BrněCEITEC Mendelova univerzita v BrněCEITEC Veterinární a farmaceutická univerzita BrnoCEITEC Ústav fyziky materiálů, Akademie věd ČRCEITEC Výzkumný ústav veterinárního lékařství Technology — vyberte hodnotu — Nanolitography infrastructureChemical & Thermal processesEtching & DepositionPackaging & TestingElectrical & Magnetic measurementsOptical measurementsProbe microscopy & NanomanipulationIn situ fabrication & CharacterizationLiquid ChromatographyElectrophoresisX-ray DiffractionX-ray ScatteringBiomolecular Interactions and characterizationBiomolecular crystallizationConfocal microscopyWidefield microscopyConfocal microscopy for live cell imagingPhytotronsSmall-size growth chambersGreenhouse

Equipment	Research group / CF	Profile card
SEM/FIB microscope FEI Versa3D equipped with a Quorum cryo stage and transfer station	CF: Core Facility Cryo-Electron Microscopy and Tomography
Transmission electron microscope 200 kV	CF: Core Facility Cryo-Electron Microscopy and Tomography
Transmission electron microscope 300 kV	CF: Core Facility Cryo-Electron Microscopy and Tomography
Vitrification robot	CF: Core Facility Cryo-Electron Microscopy and Tomography

Přístroj/Služba	Partner
Wohlwend HPF Compact 01 high pressure freezer	VBCF
Leica EMPact high pressure freezer	VBCF
Leica AFS I and Leica AFS II automatic freeze substitution devices	VBCF
Classical Chemical fixation, resin embedding and sectioning	VBCF