
Single-Particle Cryo-Electron Microscopy: The Path Toward Atomic Resolution/ Selected Papers of Joachim Frank with Commentaries
Das Buch enthält 55 von mehr als 300 Artikeln des Autors, die Meilensteine in der Methodenentwicklung der Einzelteilchen-Kryo-EM sowie wichtige Ergebnisse darstellen, die mit dieser Technik bei der Untersuchung biologischer Makromoleküle und ihrer Wechselwirkungen erzielt wurden. Wichtig ist, dass weder Symmetrien noch geordnete Anordnungen (wie bei zweidimensionalen Kristallen, helikalen Anordnungen oder ikosaedrischen Viren) erforderlich sind.
Obwohl die biologischen Anwendungen hauptsächlich im Bereich der Ribosomenstruktur und -funktion liegen, werden auch die Strukturen von Membrankanälen und deren Aktivierungs- und Gating-Mechanismen aufgezeigt. Das Buch wird durch einen Kommentar eingeleitet, der die ursprüngliche Entwicklung der Konzepte erläutert, die Beiträge der Kollegen und Studenten des Autors beschreibt und zeigt, wie die Herausforderungen im Laufe der Reifung der Technik überwunden wurden. Auf dem Weg dorthin diente das Ribosom als Beispiel für ein Makromolekül mit komplizierter Struktur und Konformationsdynamik, die eine Herausforderung für die dreidimensionale Visualisierung darstellen.
Gegen Ende des Buches - und damit in der Gegenwart - werden Molekülstrukturen mit nahezu atomarer Auflösung vorgestellt und eine neue Art der computergestützten Analyse, das „Manifold Embedding“, wird eingeführt. Die Einzelteilchen-Kryo-EM revolutioniert derzeit die Strukturbiologie und stellt eine leistungsfähige Alternative zur Röntgenkristallographie dar, um die Struktur biologischer Makromoleküle zu entschlüsseln.
Das Buch enthält eine Reihe von Artikeln mit den wichtigsten Fortschritten bei den mathematischen und rechnerischen Methoden bis zum heutigen Zeitpunkt. Zweitens spiegelt sich die Entwicklung der Technik im Laufe der Jahre in den sich ständig erweiternden Entdeckungen auf dem Gebiet der Struktur und Funktion der Ribosomen wider.
Drittens ist die Geschichte der Konzepte, die mit dieser neuen Visualisierungsmethode verbunden sind, wie alle Ideengeschichten an sich faszinierend.