Ve strukturní biologii, ale např. i v chemii či dalších oblastech studia atomárních struktur molekul platila za nejpoužívanější a nejpřesnější metodu rentgenová krystalografie. S rozvojem detektorů v elektronové mikroskopii a zpracováním obrazu došlo k výraznému zlepšení výsledného rozlišení studovaných struktur, které dnes dosahují 3-5 Å, což vedlo v poslední dekádě k obrovskému nárůstu popularity elektronové mikroskopie a částečnému odlivu od rentgenové krystalografie. K dosažení ještě vyšších rozlišení v elektronové mikroskopii, tedy sub 3 Å nebo dokonce sub 2 Å je třeba nejen kvalitního experimentální vybavení (např. Titan Krios), ale rovněž velké množství snímků biomolekuly neobsahující flexibilní oblasti ve své 3D struktuře. Současně je ovšem třeba dostatečných zkušeností, aby výsledná struktura, resp. její rozlišení nebylo uměle nadhodnoceno nevhodnými prostředky, tedy aby data nebyla tzv. „přeinterpretována“.

Cílem bakalářské práce je, aby si student/ka osvojil/a metody přípravy vzorků pro získání vysoce rozlišených struktur pomocí elektronové mikroskopie, a dále jejich analýzu, klasifikaci a rafinaci výsledné 3D struktury. Nezbytnou součástí bakalářské práce bude seznámení se s metodami určení rozlišení struktur získaných pomocí elektronové mikroskopie a jejich validace.

Práce může být vypracována v anglickém nebo slovenském jazyce.

• Joachim Frank: Three-Dimensional Electron Microscopy of Macromolecular Assemblies: Visualization of Biological Molecules in Their Native State 2nd Ed., Oxford University Press, 2006
• Grant J. Jensen : Cryo-EM Part A Sample Preparation and Data Collection, Methods in Enzymology 2010 Vol. 481
• Grant J. Jensen : Cryo-EM Part A 3D Reconstruction, Methods in Enzymology 2010 Vol. 482
• Monya Baker: Cryo-electron microscopy shapes up, Nature, 2018 Vo.l 561, 565-7
• Jonas Hanske, Yashar Sadian, Christoph W. Müller: The cryo-EM resolution revolution and transcription complexes, Current Opinion in Structural Biology, 2018, Vol. 52, 8-15
• Olivia Pfeil-Gardiner, Deryck J. Mills, Janet Vonck, Werner Kuehlbrandta: A comparative study of single-particle cryo-EM with liquid-nitrogen and liquid-helium cooling, IUCrJ, 2019, 6(Pt 6), 1099–1105
• Sjors H.W. Scheres: RELION: Implementation of a Bayesian approach to cryo-EM structure determination, Journal of Structural Biology, 2012, 180(3), 519-530
• Sjors H.W. Scheres: A Bayesian View on Cryo-EM Structure Determination, Journal of Molecular Biology, 2012, 415(2), 406-418