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- EMDB-71801: Cryo ET of Native Hippocampal Glutamatergic Synapses Using Dimeri... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-71801
タイトルCryo ET of Native Hippocampal Glutamatergic Synapses Using Dimeric AuNP Labeling
マップデータCryo-electron tomogram of native hippocampal glutamatergic synapses with dimeric AuNP label
試料
  • 組織: Glutamatergic synapse from mouse hippocampus tissue
キーワードGlutamatergic synapse / AuNP / NEUROPEPTIDE
生物種Mus musculus (ハツカネズミ)
手法電子線トモグラフィー法 / クライオ電子顕微鏡法
データ登録者Kim H / Spangler CJ / Matsui A / Elferich J / Gouaux E
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
Howard Hughes Medical Institute (HHMI) 米国
引用ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2025
タイトル: Dimeric gold nanoparticles enable multiplexed labeling in cryoelectron tomography.
著者: Hoyoung Kim / Cathy J Spangler / Aya Matsui / Johannes Elferich / Junhoe Kim / Alex Roseborough / May Nyman / Tanja M Lahtinen / Eric Gouaux /
要旨: Cryoelectron tomography (cryo-ET) enables three-dimensional visualization of molecular structures within tissue and intact cells, providing a powerful tool for studying the spatial organization of ...Cryoelectron tomography (cryo-ET) enables three-dimensional visualization of molecular structures within tissue and intact cells, providing a powerful tool for studying the spatial organization of biological components at nanometer resolution. Realizing this potential, particularly for submegadalton complexes, is facilitated by fiducial-based labeling. Gold nanoparticles (AuNPs) have emerged as powerful electron-dense labels for cryo-ET, but multiplexing using only conventional monomeric AuNPs is challenging, limiting their application in multitarget studies. Here, we describe functionalized dimeric AuNPs with a precisely defined size range applied to bioimaging, enabling multiplexed labeling by allowing reliable discrimination between monomeric and dimeric AuNPs, thereby supporting identification of distinct molecular targets within the same cryotomogram. Each dimer consists of two covalently linked gold particles of approximately 2.6 nm diameter separated by a defined spacing of about 1.4 nm, with high structural homogeneity validated by small-angle X-ray scattering (SAXS) and electron microscopy. The anti-GluN1 Fab, which targets the -methyl-D-aspartate receptor (NMDAR), was site specifically conjugated to a dimeric AuNP. A deep learning classifier enabled reliable discrimination between monomeric and dimeric AuNPs in tomograms. We confirmed that the dimeric AuNP-Fab conjugates bind robustly to recombinant GluN1/GluN2A receptors, validating their use for structural labeling. In situ cryo-ET of brain tissue further confirms that the dimeric labels reach NMDARs within the glutamatergic synaptic cleft. Combined with monomeric AuNPs, this dimeric AuNP platform establishes a generalizable approach for distinguishable labels optimized for cryo-ET. The compact size and structural uniformity of monomeric and dimeric AuNPs make them ideally suited for nanoscale molecular mapping in crowded cellular environments.
履歴
登録2025年7月23日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年12月3日-
マップ公開2025年12月3日-
更新2025年12月10日-
現状2025年12月10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_71801.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_71801.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 1.2 GB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Cryo-electron tomogram of native hippocampal glutamatergic synapses with dimeric AuNP label
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.)
10 Å/pix.
x 366 pix.
= 3660. Å		10 Å/pix.
x 940 pix.
= 9400. Å		10 Å/pix.
x 940 pix.
= 9400. 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

これらの図は立方格子座標系で作成されたものです

ボクセルのサイズX=Y=Z: 10 Å
密度

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)
最小 - 最大-42.909897000000001 - 11.997901000000001
平均 (標準偏差)0.007219362 (±0.7783178)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ940940366
Spacing940940366
セルA: 9400.0 Å / B: 9400.0 Å / C: 3660.0 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 : Glutamatergic synapse from mouse hippocampus tissue

全体名称: Glutamatergic synapse from mouse hippocampus tissue
要素
  • 組織: Glutamatergic synapse from mouse hippocampus tissue

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超分子 #1: Glutamatergic synapse from mouse hippocampus tissue

超分子名称: Glutamatergic synapse from mouse hippocampus tissue / タイプ: tissue / ID: 1 / 親要素: 0
由来(天然)生物種: Mus musculus (ハツカネズミ) / 株: C57BL/6 / 器官: Brain / 組織: Hippocampus

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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tissue

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試料調製

緩衝液pH: 7.4
グリッドモデル: EMS Lacey Carbon / 材質: GOLD / メッシュ: 200 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: CONTINUOUS / 支持フィルム - Film thickness: 2 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 30 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR
凍結凍結剤: NITROGEN
加圧凍結法装置: OTHER
詳細: The value given for _em_high_pressure_freezing.instrument is Leica ICE. This is not in a list of allowed values {'LEICA EM PACT2', 'LEICA EM PACT', 'BAL-TEC HPM 010', 'EMS-002 RAPID IMMERSION ...詳細: The value given for _em_high_pressure_freezing.instrument is Leica ICE. This is not in a list of allowed values {'LEICA EM PACT2', 'LEICA EM PACT', 'BAL-TEC HPM 010', 'EMS-002 RAPID IMMERSION FREEZER', 'OTHER', 'LEICA EM HPM100'} so OTHER is written into the XML file.
Cryo protectant20 % dextran /5 % sucrose
切片作成集束イオンビーム - 装置: OTHER / 集束イオンビーム - イオン: OTHER / 集束イオンビーム - 電圧: 30 / 集束イオンビーム - 電流: 0.03 / 集束イオンビーム - 時間: 120 / 集束イオンビーム - 温度: 83 K / 集束イオンビーム - Initial thickness: 40000 / 集束イオンビーム - 最終 厚さ: 200
集束イオンビーム - 詳細: The value given for _em_focused_ion_beam.instrument is TFS Aquilos 2. This is not in a list of allowed values {'DB235', 'OTHER'} so OTHER is written into the XML file.
位置合わせマーカーManufacturer: Gikd nanoparticle / 直径: 10 nm

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS KRIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOCONTINUUM (6k x 4k)
平均電子線量: 50.0 e/Å2
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 0.01 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 3.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 3.5 µm
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

最終 再構成ソフトウェア - 名称: IMOD / 使用した粒子像数: 33
CTF補正ソフトウェア - 名称: MotionCorr2 / タイプ: NONE

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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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