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- EMDB-25240: Tertiary structure of an individual particle of self-folding RNA ... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-25240
タイトルTertiary structure of an individual particle of self-folding RNA polymer (particle #131)
マップデータ
試料
  • 複合体: RNA Origami 6 Helix Bundle with Clasp (6HBC)
    • RNA: RNA Origami 6 Helix Bundle with Clasp (6HBC)
キーワードSingle molecule structure / Individual Particle cryo-Electron Tomography / IPET / Cryo-ET / tertiary structure / Structural Flexibility / Self-folding mechanism / RNA origami / RNA
生物種synthetic construct (人工物)
手法電子線トモグラフィー法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 24.0 Å
データ登録者Liu J / Ren G
資金援助 米国, 5件
OrganizationGrant number国
Department of Energy (DOE, United States)DE-AC02-05CH11231 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)R01HL115153 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R01GM104427 米国
National Institutes of Health/National Institute of Mental Health (NIH/NIMH)R01MH077303 米国
National Institutes of Health/National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Disease (NIH/NIDDK)R01DK042667 米国
引用ジャーナル: bioRxiv / 年: 2023
タイトル: Tertiary structure of single-instant RNA molecule reveals folding landscape.
著者: Jianfang Liu / Ewan K S McRae / Meng Zhang / Cody Geary / Ebbe Sloth Andersen / Gang Ren
要旨: The folding of RNA and protein molecules during their synthesis is a crucial self-assembly process that nature employs to convert genetic information into the complex molecular machinery that ...The folding of RNA and protein molecules during their synthesis is a crucial self-assembly process that nature employs to convert genetic information into the complex molecular machinery that supports life. Misfolding events are the cause of several diseases, and the folding pathway of central biomolecules, such as the ribosome, is strictly regulated by programmed maturation processes and folding chaperones. However, the dynamic folding processes are challenging to study because current structure determination methods heavily rely on averaging, and existing computational methods do not efficiently simulate non-equilibrium dynamics. Here we utilize individual-particle cryo-electron tomography (IPET) to investigate the folding landscape of a rationally designed RNA origami 6-helix bundle that undergoes slow maturation from a "young" to "mature" conformation. By optimizing the IPET imaging and electron dose conditions, we obtain 3D reconstructions of 120 individual particles at resolutions ranging from 23-35 Å, enabling us first-time to observe individual RNA helices and tertiary structures without averaging. Statistical analysis of 120 tertiary structures confirms the two main conformations and suggests a possible folding pathway driven by helix-helix compaction. Studies of the full conformational landscape reveal both trapped states, misfolded states, intermediate states, and fully compacted states. The study provides novel insight into RNA folding pathways and paves the way for future studies of the energy landscape of molecular machines and self-assembly processes.
履歴
登録2021年10月28日-
ヘッダ(付随情報) 公開2023年5月10日-
マップ公開2023年5月10日-
更新2024年10月30日-
現状2024年10月30日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_25240.png

ダウンロードとリンク

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マップ

ファイルダウンロード / ファイル: emd_25240.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 8 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
投影像・断面図

画像のコントロール

大きさ
明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
1.88 Å/pix.
x 128 pix.
= 240.64 Å		1.88 Å/pix.
x 128 pix.
= 240.64 Å		1.88 Å/pix.
x 128 pix.
= 240.64 Å

投影像

断面 (1/3)

断面 (1/2)

断面 (2/3)

画像は Spider により作成

ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.88 Å
密度

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)
最小 - 最大-2.5444663 - 6.291614
平均 (標準偏差)0.020594398 (±0.3515903)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin-64-64-64
サイズ128128128
Spacing128128128
セルA=B=C: 240.64 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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試料の構成要素

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全体 : RNA Origami 6 Helix Bundle with Clasp (6HBC)

全体名称: RNA Origami 6 Helix Bundle with Clasp (6HBC)
要素
  • 複合体: RNA Origami 6 Helix Bundle with Clasp (6HBC)
    • RNA: RNA Origami 6 Helix Bundle with Clasp (6HBC)

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超分子 #1: RNA Origami 6 Helix Bundle with Clasp (6HBC)

超分子名称: RNA Origami 6 Helix Bundle with Clasp (6HBC) / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
詳細: The RNA was transcribed from linearized DNA template using T7 RNA polymerase purified in house.
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 230 KDa

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分子 #1: RNA Origami 6 Helix Bundle with Clasp (6HBC)

分子名称: RNA Origami 6 Helix Bundle with Clasp (6HBC) / タイプ: rna / ID: 1
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
配列文字列: GGGAGAGUAC UAUUCAGAUG CAGACCGCAA GUUCAGAGCG GUUUGCAUCU AGGGUACGUU UUCGAACGUA UCCUCCGACU AAGUGUAUUC GUAUACUUAG UGCCUUGUGC CUGCUUCGGC AGGCAUGACC CAAAUGUGCC UUUCGGGGCA CAUUUCCGGU CAUCCAAGUU ...文字列:
GGGAGAGUAC UAUUCAGAUG CAGACCGCAA GUUCAGAGCG GUUUGCAUCU AGGGUACGUU UUCGAACGUA UCCUCCGACU AAGUGUAUUC GUAUACUUAG UGCCUUGUGC CUGCUUCGGC AGGCAUGACC CAAAUGUGCC UUUCGGGGCA CAUUUCCGGU CAUCCAAGUU CGCUUGGGUG AUGCGGGCGU AUAGGUUCGU CUAUACGUCC GCGUUUUCCG AGAAGAGGUA ACUCGGGAAA CCGGUCCACG UGACAAAGGU AGAGUUACGU GGAGGGAGCA GCUGCAAAGG GAUAAUGCAG UUGCUGGCUG GAUGCCAGAA CUCACGACUG GCAUCUACGG GGAUGGUGCU CUCCCAAUUC UCCAUUUACC GCCGAAUCGA CCCCAACGUG AGAGGGGUCG GUUCCCCGAG CAUAGACCAA UAUCCCAGGU UUAUGCUCCC CAACGCUGGA CGAACUACCU ACGUCUAGCG UUCCGGCAAA UGAGUCAAUA CCUCAGACUU AUUUGCGGUG CCUGAGCCUA AACUGAACAU GGGUUCAGGC AUCUUGGCUC CAGUUCGCUG GAGCCGACGG UAGCGCUGCG UUCGCGCAGU GCUAGGGAGC AUCCGUUUUC GAGCGGAUGC UGGGCGGUUG CCUGUUCGCA GGCAAUCGGG CCUACUCAUG AUUCGUCAUG AGUGGUGACA GCGUGAUGUU CGCAUUACGC UGUCGGGUAG AUGGAGAAUU

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実験情報

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構造解析

手法クライオ電子顕微鏡法
解析電子線トモグラフィー法
試料の集合状態particle

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試料調製

濃度0.3 mg/mL
緩衝液pH: 8
構成要素:
濃度名称式
25.0 mMHEPES
5.0 mMmagnesium chlorideMgCl2
100.0 mMpotassium chlorideKCl
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 90 % / チャンバー内温度: 277 K / 装置: LEICA EM GP
詳細In vitro transcribed RNA was purified by size exclusion chromatography and spin concentrated in amicon spin columns.
切片作成その他: NO SECTIONING

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 25 / 平均露光時間: 0.88 sec. / 平均電子線量: 8.0 e/Å2
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系C2レンズ絞り径: 50.0 µm / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 3.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 2.0 µm / 倍率（公称値）: 81000
試料ステージ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

詳細Motion correction of the multi-frame movie was conducted by MotionCor2. The tilt series of whole micrographs was initially aligned by IMOD. Additionally, to reduce the image noise, the tilt series was further processed using machine learning, a median-filter process, and a contrast enhancement method.
最終 再構成アルゴリズム: FOURIER SPACE / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 24.0 Å / 解像度の算出法: FSC 0.5 CUT-OFF
詳細: The targeted images of individual particle were reconstructed by Individual-Particle Electron Tomography (IPET). To reduce the missing-wedge artifact caused by the limited tilt angle range, ...詳細: The targeted images of individual particle were reconstructed by Individual-Particle Electron Tomography (IPET). To reduce the missing-wedge artifact caused by the limited tilt angle range, the final 3D map was submitted to a low-tilt tomographic 3D reconstruction method (LoTToR). IPET 3D map was low-pass filtered to 0.8 nm following by Gaussian filtering (standard deviation is 3.0) and median filter (3x3x3) using EMAN and UCSF Chimera, and displayed by Chimera with applied the hidden dust function.
使用した粒子像数: 25
FSC曲線 (解像度の算出)

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万見について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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万見 (Yorodumi)

幾万の構造データを、幾万の視点から

  • 万見(Yorodumi)は、EMDB/PDB/SASBDBなどの構造データを閲覧するためのページです。
  • EM Navigatorの詳細ページの後継、Omokage検索のフロントエンドも兼ねています。

関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 3つのデータバンクの比較 / 万見検索 / 2016年8月31日: 新しいEM Navigatorと万見 / 万見文献 / Jmol/JSmol / 機能・相同性情報 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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