microscopia crioelettronica

Microscopia Crioelettronica

“The beauty of science lies in the intricate complexities of the natural world.” (Dorothy Crowfoot Hodgkin)

Descrizione

Il laboratorio offre supporto allo stato dell’arte per la preparazione di campioni per la microscopia crioelettronica (cryo-EM) e per la successiva visualizzazione e raccolta dati sul criomicroscopio. Il campione viene vitrificato su supporti appositi (griglie) mediante l’uso di etano liquido e successivamente manipolato in azoto liquido. La tecnica non richiede colorazioni o fissazioni e si applica direttamente al campione in soluzione.

L’applicazione più rilevante della microscopia crioelettronica è la determinazione della struttura di macromolecole biologiche (proteine, acidi nucleici e relativi complessi) a risoluzione quasi-atomica: mediante l’acquisizione di centinaia di migliaia di proiezioni 2D della singola particella, è possibile ricostruirne la struttura tridimensionale con metodi computazionali (single particle analysis) con una risoluzione che può arrivare a 3 angstrom ed è possibile anche individuare la coesistenza di diverse conformazioni strutturali nel medesimo campione.

L’irruzione della microscopia crioelettronica ha rappresentato negli ultimi anni una rivoluzione nel campo della biologia strutturale e del drug discovery, affiancando e superando l’utilizzo della cristallografia ai raggi X e meritando il conferimento del Premio Nobel per la Chimica 2017 ai suoi sviluppatori J. Dubochet, J. Frank e R. Henderson.

La tecnica può anche essere utilizzata per realizzare direttamente imaging ad altissimo ingrandimento di nanostrutture di vario tipo in sospensione (vescicole, nanoparticelle).

 

Strumentazione

Descrizione immagine box
Criomicroscopio elettronico a trasmissione Glacios
Descrizione immagine box
Dispositivo Vitrobot Mark IV

Software

NomeDescrizione
TIA (Thermo Fisher Scientific)Software per la visualizzazione di campioni sul detector Ceta
EPU (Thermo Fisher Scientific)Software per la visualizzazione di campioni, lo screening dettagliato e la gestione delle raccolte dati sul detector Falconlink

Tariffe

Il regolamento del Centro prevede l’applicazione di un tariffario per l’utilizzo delle strumentazioni:

INTERNI

La consultazione è riservata al personale dell’Ateneo: vai alla pagina riservata

 

ESTERNI

Strumento/ServizioUso autonomo (tariffa oraria)Con supporto del tecnico (tariffa oraria)
Glacios cryo-EM data collection * non previsto€ 160,00
Glacios cryo-EM screening non previsto€ 186,00 
Vitrobot non previsto€ 50,00 
Consumabili Vitrobot per 1 ora (4 grids) non previsto€ 80,00 
Trattamenti particolari del campione, organizzazione e trattamento dei dati, redazione di rapporti non previsto€ 100,00 

* per analisi di singoli campioni che comportino un numero di ore superiore alle 24 verranno redatte offerte specifiche

 

ESTERNI CONVENZIONATI

Strumento/ServizioUso autonomo (tariffa oraria)Con supporto del tecnico (tariffa oraria)
Glacios Cryo EM data collection * non previsto€ 146,30
Glacios Cryo EM screening non previsto€ 170,50 
Vitrobot non previsto€ 46,20 
Consumabili Vitrobot per 1 ora (4 grids) non previsto€ 80,00 
Trattamenti particolari del campione, organizzazione e trattamento dei dati, redazione di rapporti non previsto€ 30,00 

* per analisi di singoli campioni che comportino un numero di ore superiore alle 24 verranno redatte offerte specifiche

Pubblicazioni

FAQ e Protocolli

FAQ
Come può un ricercatore sapere se la microscopia crioelettronica può essere utile alle sue ricerche?
Si consiglia di contattare direttamente il tecnico responsabile Andrea Alfieri (andrea.alfieri@unipv.it; tel. 0382 986062), che propone un incontro iniziale in presenza o da remoto, dove vengono illustrate e discusse possibilità sperimentali, aspettative, modalità, tempi e costi.
Come viene gestito l’accesso degli utenti? Siete aperti a utenti esterni?
Il laboratorio è aperto a utenti di qualunque provenienza, interni e esterni, commerciali e non-profit.
Gli utenti interessati alla determinazione di strutture di macromolecole a risoluzione quasi-atomica (single particle analysis) vengono iscritti al calendario di gestione del Centro Grandi Strumenti (Agendo) e possono inserire le prenotazioni, che vengono poi validate dal tecnico responsabile; sono detti utenti SPA. Invece gli utenti interessati all’imaging di nanostrutture (utenti imaging) devono contattare direttamente il tecnico per le prenotazioni.
Quanto dura tipicamente un esperimento?
Per entrambe le tipologie di utenti, i campioni in genere vengono preparati al mattino e analizzati al criomicroscopio al pomeriggio. Per gli utenti SPA in particolare, la raccolta dati può partire il giorno dopo o essere fissata più avanti.
Si può separare l’attività di preparazione dei campioni dalla loro successiva visualizzazione?
Sì, perchè dopo la preparazione le griglie possono essere conservate presso il laboratorio in azoto liquido in un contenitore apposito fino alla successiva visualizzazione. Però la conservazione dei campioni a lungo termine presso il laboratorio è tendenzialmente scoraggiata o comunque limitata.
Un utente può acquisire competenze e lavorare in autonomia?
Per quanto possibile, il tecnico è disponibile a fornire training agli utenti interessati. Sono stati stabiliti livelli incrementali di autonomia che è possibile acquisire, ma certe operazioni rimangono di competenza esclusiva del tecnico responsabile.
Perché il criomicroscopio non è sempre disponibile?
Il criomicroscopio elettronico è una macchina complessa con diverse strumentazioni satellite (sistemi di raffreddamento, generatore di tensione, linee di azoto liquido e gas tecnici, server di storage); richiede allineamenti, passaggi scadenzati a temperatura ambiente (cryocycles) e manutenzioni periodiche, al netto dei possibili imprevisti. L’indisponibilità è prontamente segnalata nei calendari per gli utenti SPA.
Come vengono gestite la consegna e la conservazione dei dati?
Sia per gli utenti SPA che per gli utenti imaging, le immagini raccolte durante lo screening del campione sono immediatamente scaricabili da un link che viene fornito dal tecnico. Invece le immagini delle raccolte dati degli utenti SPA (di dimensioni considerevoli, da 1 TB a diversi TB) rimangono sul server del microscopio per poter essere scaricate al più presto dall’utente grazie alla connessione a 10 Gbit/s ma la loro permanenza prolungata non è consentita, al fine di lasciare spazio ai dati che vengono prodotti successivamente.
Quanto costa?
E’ possibile consultare le tariffe per le diverse prestazioni nella sezione “Tariffe”; è da notare che per utenti interni sono previsti sconti a seconda del dipartimento di provenienza e per utenti esterni possono essere redatte offerte specifiche.

Persone

Andrea Alfieri

Personale - Microscopia Crioelettronica, Ultracentrifugazione