伯克利实验室得到了1300万美元的赠款

基因组测序有接近一个大规模生产模式和新基因被确定定期,有不断增长的需求更快的方法来识别蛋白质和核酸的结构是由这些基因。

两笔赠款美国能源部的研究人员劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)旨在帮助满足这一需求,进一步自动化结晶过程。

的霍华德休斯医学研究所(日前已获得480万美元升级他们的机器人功能晶体学beamlines伯克利国家实验室先进的光源,以及美国国立卫生研究院的(NIH)获得了820万美元的赠款进一步发展一个叫凤凰的软件,自动化的晶体学数据采集和分析。

“越来越多的科学家们意识到自动化大分子晶体学导致更好的结果,”Paul Adams说,结晶学的权威的负责人伯克利结构生物学中心(BCSB)。

“时间屏幕一个或两个晶体,自动化使10或20晶体筛选成为可能。”

“屏幕的能力很多样本数据收集前允许研究人员的重点研究最好的样本。”

在亚当斯的领导下,BCSB经营五大分子晶体学beamlines ALS,包括beamlines 8.2.1和8.2.2,两个“superbend beamlines建立通过霍华德·休斯医学研究所的资助。

理解分子的功能的关键是确定其三维结构。

x射线晶体学-使用同步光源像ALS是实现的主要技术之一。

通过霍华德·休斯医学研究所的最新格兰特ALS, beamlines 8.2.1和水晶8.2.2将配备机器人自动设备在实验结束站将使研究人员能够利用晶体高通量筛选。

Beamline 8.2.2会收到升级的光学减少x射线束的大小从100 x 150微米到大约30 x 100微米。

这减少尺寸将会增加梁的亮度和允许进行晶体衍射实验小直径10微米,大小的人类细胞。

两beamlines还将得到改进的x射线荧光检测器,将允许弱信号检测的小或稀释样品,而且还将得到升级电脑硬件。

此外,端站在beamline 8.2.1将提供升级窒息CCD探测器,类似于一个已有beamline 8.2.2,这将促进高分辨率数据收集和研究晶体与大型单位细胞。

“丰富的蛋白质晶体结构解决方案和其他大分子经常被阻碍了小尺寸的晶体,”亚当姆斯说。

“专注能力高亮度x射线束成一个尺寸足够小,匹配一个水晶的尺寸应该允许我们做出最优科学使用水晶。”

“凤凰软件提供了必要的算法为高通量蛋白质结构测定x射线晶体学,”亚当姆斯说。

“这是为了帮助新手和专家晶体学家们从他们的数据中提取尽可能多的有意义的信息。”

五年,2005年4月上映以来,今年7月发布后续版本,凤凰已经吸引了1000软件下载。

当前版本是自动的,可以到达一个初始部分模型的结构没有明显的人工干预,即使提供中等分辨率和质量的数据。

这是通过新算法的结合成为可能,自动化模型和一组全面的晶体库。

“这些晶体库,算法和自动化形成一个框架,我们使用扩展的开发一个系统,可以从任何实验开始减少x射线衍射数据来源,并自动解决和完整的蛋白质晶体结构,生成一个模型或一组模型与数据一致,并帮助用户准备沉积这些模型,”亚当姆斯说。

“凤凰的这个新版本的影响应超越领域的结构基因组学和允许晶体学家们也解决其他具有挑战性的生物学问题。”

在格兰特从国家卫生研究院的国家一般医学科学研究所,亚当斯和他的合作者将开发算法完成对蛋白质结构模型,识别有问题的数据,和自动决策。

他们还将开发工具需要扩展凤凰的功能核酸。

“DNA和RNA代表一个非常重要的一类分子理解生物学的关键,然而即使超过1000年全球结构包含核酸蛋白质数据银行,没有自动化的程序构建的模型这些分子,”亚当姆斯说。

“我们将填补这一空缺通过开发方法来自动构建、完善和验证核酸结构。”

凤凰计划的下一阶段发展需要大约五年。ALS beamlines 8.2.1的升级和8.2.2已经开始,预计将在2008年完成。