Криомассаж что это: Криотерапия : механизм действия и методика проведения

Криомассаж лица жидким азотом и кубиками льда

Холод давно используется в комплексе процедур, популярных в дерматологии и косметологии.

Криомассаж лица, головы и тела проводится способом кратковременного воздействия на кожу кубиками льда или жидким азотом. Омоложение таким методом – востребованная процедура, которая проводится в салонах красоты.

Эта методика была придумана и впервые применена в Греции. Цивилизованные греки со времён античности отдавали дань красоте и совершенству, изобретая различные способы омоложения посредством криотерапии.

Принцип действия

Основная задача криомассажа – улучшить кровообращение в коже.

Под влиянием холода сосуды на короткое время сужаются, а затем, расширяясь, возвращаются в исходное состояние. В результате кровь в них циркулирует активнее, повышается скорость обмена веществ, снижается нервная возбудимость клеток.

Кожа в итоге получает большую дозу кислорода и микроэлементов.

Эффект виден по сиянию и свежести лица.

Фото: слева – до, справа – после

Мягкое и кратковременное воздействие холодом способствует:

• отшелушиванию отмерших клеток верхнего слоя кожи;
• нормализации её питания;
• обновлению эпидермиса;
• восстановлению волосяного покрова на голове.

Предназначение криотерапии

Криомассаж в основном используется в косметических целях: такая процедура благоприятно влияет на внешний вид кожи лица и рекомендуется при появлении первых признаков старения.

Применяется она и в профилактических целях. Изменения видны уже после нескольких посещений косметологического кабинета. Состояние кожных покровов после каждого визита улучшается: появится румянец, цвет лица становится ровным и естественным.

Тематический материал:

Видео: о криотерапии в косметологии

Применяемые методы

Известно два способа проведения криотерапии.

На проблемные участки можно воздействовать:

• кубиками льда;
• жидким азотом – он представляет собой прозрачную жидкость без определённого цвета и запаха, не содержащую токсинов.

Массаж с применением азота

Вещество наделено уникальными свойствами.

Воздействие жидкого азота приводит к спазму сосудов, после чего они расширяются и увеличиваются в объёме. Такое состояние сохраняется в течение трёх часов. Всё это время ткани насыщаются кислородом, ускоряется их кровоснабжение, нормализуется отток венозной крови.

В отличие от применения льда, эта процедура более сложная и требует специальных условий и квалификации. Делается массаж азотом в косметических салонах и медицинских учреждениях.

Проведение процедуры

Криомассаж кожи лица с применением жидкого азота выполняется аппликатором, представляющим собой деревянный шпатель или палочку с турундой из ваты на конце. Смоченная в этом веществе, она должна быть по размерам больше участка предполагаемой заморозки.

Подготовка к процедуре

Перед сеансом необходимо пройти обследование и определить, нет ли противопоказаний к тем или иным процедурам.

При обнаружении каких-либо проблем со здоровьем (к примеру, аллергии) используются различные способы массирования определённых участков кожи.

Методика применения массажа классифицируется по видам:

1. Обычная. Такая обработка предполагает отсутствие контакта между кожей и инструментом. Косметолог проводит им по массажным линиям и точечно обрабатывает определённые участки.
2. Глубокая. Заключается в замораживании, что ведёт к отмиранию клеток (уничтожаются папилломы и другие образования). Правильное выполнение процедуры предполагает небольшое давление шпателем на нужную точку в течение 30 секунд.

В криомассаже азотом происходит воздействие и на капилляры.

Глубокий массаж уникален своим отбеливающим, отшелушивающим и омолаживающим эффектом. Результат можно заметить даже на фото.

Процедура длится от 10 до 30 минут. Чтобы добиться заметного результата, необходимо не менее 15 сеансов. Их количество и длительность назначает косметолог в зависимости от состояния и типа кожи.

При проведении манипуляций специалист избегает прикосновений к чувствительным участкам лица: векам, области под глазами, губам. Аппликатор помогает воздействовать точечно. После сеанса не рекомендуется выходить на улицу в течение 20 минут.

Криомассаж с использованием кубиков льда

Это довольно простой способ улучшения состояния кожи, и его можно применять в домашних условиях. Процедура очень эффективна – после неё исчезают отёки под глазами, припухлости, лицо выглядит моложе.

Для такого вида массажа в кипящую воду нужно добавить травы, подходящие для определённого типа кожи. Отвар замораживается и затем используется по назначению.

Необходимым условием для применения такой методики является регулярное массирование лица, шеи и других проблемных участков кожи.

Для заморозки используются специальные формочки, предварительно обработанные антисептиком. После извлечения льда нужно дать ему немного постоять. Необходимо знать, сколько времени занимает процедура, и строго соблюдать эти параметры.

Льдом проводят по массажным линиям лица. Манипуляция длится около 5 минут. Хранят приготовленный лед в морозильной камере не более пяти дней.

Фото: до и после

Показания и ограничения

Массаж с использованием холода – полезное дополнение к множеству косметических процедур. Но у него есть и свои запреты, о которых нужно знать.

Существует ряд заболеваний и проблем, когда лечение холодом необходимо. Среди них:

• состояние стресса;
• угревая сыпь,
• расширенные поры;
• отёки после операции;
• мелкие морщины;
• различные бородавки;
• растяжения и ушибы;
• облысение и редкие волосы;
• потеря эластичности;
• целлюлит и избыточный вес.

Летом такой массаж лучше не делать. Противопоказано долго находиться на солнце, а также нужно избегать попадания на кожу прямых лучей – ультрафиолет способствует возникновению пигментных пятен.

Проводить сеансы дома категорически запрещено – во избежание травм и обморожения.

Следует соблюдать рекомендации и знать проблемы и заболевания, при которых криомассаж делать противопоказано. К ним относятся:

• купероз;
• герпес;
• обострение хронических недугов;
• эпилепсия;
• гнойные прыщи;
• мигрень;
• имеющиеся ранки и ожоги;
• аллергия на холод;
• атеросклероз сосудов;
• психические расстройства;
• онкология.

Специалисты не советуют посещать сеансы криотерипии женщинам, страдающим от избыточного роста волос на лице.

Недостатки и преимущества

Минусы криомассажа, такие как покраснение, лёгкое пощипывание и опухлость лица в течение суток, не так страшны, учитывая те преимущества, которые имеет эта процедура.

После посещения салона не будет никаких синяков, появляющихся при обычном массаже.

Манипуляции безболезненны и не вызывают неприятных ощущений. Методика подходит для кожи любого типа и волосистой части головы. Результат не заставит себя долго ждать: постепенно исчезнут мелкие мимические морщинки, улучшится цвет лица и подтянется его контур.

Процедура избавит от многих проблем:

1. Устранит отёки и симптоматические явления после проведённой пластики.
2. Подготовит кожу к пилингу, чистке и хирургическому вмешательству.
3. Поспособствует устранению пигментации и рубцов.
4. Вылечит демодекоз.
5. Улучшит и сделает ровным цвет лица. Уберёт мелкие морщины.
6. Поможет в уходе за жирной кожей.
7. Усилит эффективность других косметических процедур.
8. Снимет чувство жжения после проведения пилинга.
9. Поспособствует исчезновению бородавок и папиллом.
10. Устранит аллергическую сыпь и себорею.
11. Уменьшит возрастные изменения.

Отмечено, что буквально через несколько дней сухая и чувствительная кожа становится упругой, гладкой и менее восприимчивой к воздействию окружающей среды.

Судя по отзывам воспользовавшихся криомассажем женщин, максимальный эффект достигается после прохождения полного курса процедур. Жирная кожа становится нормальной, морщины – менее глубокими. Результат зависит от состояния дермы и количества проведённых сеансов.

Большое преимущество метода – в невысокой стоимости процедур, доступной любому среднестатистическому клиенту.

Криомассаж кожи лица – эффект омоложения и оздоровления

Холод давно используется в комплексе процедур, популярных в дерматологии и косметологии.

Криомассаж лица, головы и тела проводится способом кратковременного воздействия на кожу кубиками льда или жидким азотом. Омоложение таким методом – востребованная процедура, которая проводится в салонах красоты.

Эта методика была придумана и впервые применена в Греции. Цивилизованные греки со времён античности отдавали дань красоте и совершенству, изобретая различные способы омоложения посредством криотерапии.

Принцип действия

Основная задача криомассажа – улучшить кровообращение в коже.

Под влиянием холода сосуды на короткое время сужаются, а затем, расширяясь, возвращаются в исходное состояние. В результате кровь в них циркулирует активнее, повышается скорость обмена веществ, снижается нервная возбудимость клеток.

Кожа в итоге получает большую дозу кислорода и микроэлементов. Эффект виден по сиянию и свежести лица.

Фото: слева – до, справа – после

Мягкое и кратковременное воздействие холодом способствует:

• отшелушиванию отмерших клеток верхнего слоя кожи;
• нормализации её питания;
• обновлению эпидермиса;
• восстановлению волосяного покрова на голове.

Предназначение криотерапии

Криомассаж в основном используется в косметических целях: такая процедура благоприятно влияет на внешний вид кожи лица и рекомендуется при появлении первых признаков старения.

Применяется она и в профилактических целях. Изменения видны уже после нескольких посещений косметологического кабинета. Состояние кожных покровов после каждого визита улучшается: появится румянец, цвет лица становится ровным и естественным.

Тематический материал:

Видео: о криотерапии в косметологии

Применяемые методы

Известно два способа проведения криотерапии.

На проблемные участки можно воздействовать:

• кубиками льда;
• жидким азотом – он представляет собой прозрачную жидкость без определённого цвета и запаха, не содержащую токсинов.

Массаж с применением азота

Вещество наделено уникальными свойствами.

Воздействие жидкого азота приводит к спазму сосудов, после чего они расширяются и увеличиваются в объёме. Такое состояние сохраняется в течение трёх часов. Всё это время ткани насыщаются кислородом, ускоряется их кровоснабжение, нормализуется отток венозной крови.

В отличие от применения льда, эта процедура более сложная и требует специальных условий и квалификации. Делается массаж азотом в косметических салонах и медицинских учреждениях.

Проведение процедуры

Криомассаж кожи лица с применением жидкого азота выполняется аппликатором, представляющим собой деревянный шпатель или палочку с турундой из ваты на конце. Смоченная в этом веществе, она должна быть по размерам больше участка предполагаемой заморозки.

Подготовка к процедуре

Перед сеансом необходимо пройти обследование и определить, нет ли противопоказаний к тем или иным процедурам.

При обнаружении каких-либо проблем со здоровьем (к примеру, аллергии) используются различные способы массирования определённых участков кожи.

Методика применения массажа классифицируется по видам:

1. Обычная. Такая обработка предполагает отсутствие контакта между кожей и инструментом. Косметолог проводит им по массажным линиям и точечно обрабатывает определённые участки.
2. Глубокая. Заключается в замораживании, что ведёт к отмиранию клеток (уничтожаются папилломы и другие образования). Правильное выполнение процедуры предполагает небольшое давление шпателем на нужную точку в течение 30 секунд.

В криомассаже азотом происходит воздействие и на капилляры.

Глубокий массаж уникален своим отбеливающим, отшелушивающим и омолаживающим эффектом. Результат можно заметить даже на фото.

Процедура длится от 10 до 30 минут. Чтобы добиться заметного результата, необходимо не менее 15 сеансов. Их количество и длительность назначает косметолог в зависимости от состояния и типа кожи.

При проведении манипуляций специалист избегает прикосновений к чувствительным участкам лица: векам, области под глазами, губам. Аппликатор помогает воздействовать точечно. После сеанса не рекомендуется выходить на улицу в течение 20 минут.

Криомассаж с использованием кубиков льда

Это довольно простой способ улучшения состояния кожи, и его можно применять в домашних условиях. Процедура очень эффективна – после неё исчезают отёки под глазами, припухлости, лицо выглядит моложе.

Для такого вида массажа в кипящую воду нужно добавить травы, подходящие для определённого типа кожи. Отвар замораживается и затем используется по назначению.

Необходимым условием для применения такой методики является регулярное массирование лица, шеи и других проблемных участков кожи.

Для заморозки используются специальные формочки, предварительно обработанные антисептиком. После извлечения льда нужно дать ему немного постоять. Необходимо знать, сколько времени занимает процедура, и строго соблюдать эти параметры.

Льдом проводят по массажным линиям лица. Манипуляция длится около 5 минут. Хранят приготовленный лед в морозильной камере не более пяти дней.

Фото: до и после

Показания и ограничения

Массаж с использованием холода – полезное дополнение к множеству косметических процедур. Но у него есть и свои запреты, о которых нужно знать.

Существует ряд заболеваний и проблем, когда лечение холодом необходимо. Среди них:

• состояние стресса;
• угревая сыпь,
• расширенные поры;
• отёки после операции;
• мелкие морщины;
• различные бородавки;
• растяжения и ушибы;
• облысение и редкие волосы;
• потеря эластичности;
• целлюлит и избыточный вес.

Летом такой массаж лучше не делать. Противопоказано долго находиться на солнце, а также нужно избегать попадания на кожу прямых лучей – ультрафиолет способствует возникновению пигментных пятен.

Проводить сеансы дома категорически запрещено – во избежание травм и обморожения.

Следует соблюдать рекомендации и знать проблемы и заболевания, при которых криомассаж делать противопоказано. К ним относятся:

• купероз;
• герпес;
• обострение хронических недугов;
• эпилепсия;
• гнойные прыщи;
• мигрень;
• имеющиеся ранки и ожоги;
• аллергия на холод;
• атеросклероз сосудов;
• психические расстройства;
• онкология.

Специалисты не советуют посещать сеансы криотерипии женщинам, страдающим от избыточного роста волос на лице.

Недостатки и преимущества

Минусы криомассажа, такие как покраснение, лёгкое пощипывание и опухлость лица в течение суток, не так страшны, учитывая те преимущества, которые имеет эта процедура.

После посещения салона не будет никаких синяков, появляющихся при обычном массаже.

Манипуляции безболезненны и не вызывают неприятных ощущений. Методика подходит для кожи любого типа и волосистой части головы. Результат не заставит себя долго ждать: постепенно исчезнут мелкие мимические морщинки, улучшится цвет лица и подтянется его контур.

Процедура избавит от многих проблем:

1. Устранит отёки и симптоматические явления после проведённой пластики.
2. Подготовит кожу к пилингу, чистке и хирургическому вмешательству.
3. Поспособствует устранению пигментации и рубцов.
4. Вылечит демодекоз.
5. Улучшит и сделает ровным цвет лица. Уберёт мелкие морщины.
6. Поможет в уходе за жирной кожей.
7. Усилит эффективность других косметических процедур.
8. Снимет чувство жжения после проведения пилинга.
9. Поспособствует исчезновению бородавок и папиллом.
10. Устранит аллергическую сыпь и себорею.
11. Уменьшит возрастные изменения.

Отмечено, что буквально через несколько дней сухая и чувствительная кожа становится упругой, гладкой и менее восприимчивой к воздействию окружающей среды.

Судя по отзывам воспользовавшихся криомассажем женщин, максимальный эффект достигается после прохождения полного курса процедур. Жирная кожа становится нормальной, морщины – менее глубокими. Результат зависит от состояния дермы и количества проведённых сеансов.

Большое преимущество метода – в невысокой стоимости процедур, доступной любому среднестатистическому клиенту.

Что такое криомассаж — Ovestin

Что такое криомассаж

Криомассаж – это процедура, цель которой-устранить существующие косметические дефекты, стимулировать процессы регенерации, повысить тонус кожи и вернуть ей свежий здоровый вид.

Если вместо умывания протирать лицо и шею кусочками льда, это предотвратит обезвоживание и позволит коже разгладиться. Талая вода отличается более сильной биологической активностью, чем обычная. Вызывая резкое охлаждение кожи, она стимулирует приток крови и нормализует обмен веществ. Отчего кожа становится эластичнее, сужаются поры, исчезают мелкие морщинки, и замедляются процессы старения.

Секрет императрицы.

Чудесную омолаживающую силу льда женщины использовали с давних времён, когда не существовало даже самого понятия «профессиональная косметика». Известно, например, что великая российская императрица Екатерина II всегда выглядела значительно моложе своего возраста. Она и сохранила свежую гладкую кожу и внимание мужчин до преклонных лет, поскольку для умывания лица она использовала лед!

Лёд является для нашей кожи своеобразным «эликсиром молодости», увлажняющим и поддерживающим ее тонус, но существует ряд показаний и противопоказаний, к которым следует внимательно отнестись, чтобы «порадовать» организм, а не нанести ему урон.

Показания и противопоказания к процедуре криомассажа

Показания к криомассажу настолько широки, что эта процедура – одна из самых популярных в косметических салонах. Среди них: мимические морщины, угревая сыпь, чрезмерное выделение кожного сала, расширенные поры, дряблость кожи, пигментные пятна, неестественный цвет лица, необходимость снятия отека, темные круги под глазами и другие проблемы кожи.

Но с осторожностью и только после консультации с врачом стоит обращаться к процедуре дамам, у которых наблюдается: купероз (близкое расположение сосудов к коже), герпес в острой стадии, наличие воспалительных процессов на лице, аллергическая реакция на холод или диагностированы остеопороз, атеросклероз и различные заболевания нервной системы.

Сам себе косметолог

Криомассаж широко представлен в салонах красоты, но, если вы не хотите обращаться к профессиональному косметологу, этой полезной процедурой легко побаловать себя дома.

Приготовить косметический лёд можно в обычной морозилке, но, чтобы избежать вероятности попадания на кожу какой-либо инфекции, лучше использовать кипяченую питьевую или минеральную негазированную воду. На ее основе можно сварить отвар из лечебных трав, добавить в нее эфирных масел или сок фруктов и заморозить. А можно просто нарезать кусочками свежие фрукты и отправить в морозилку в «натуральном» виде, чтобы в ходе процедуры ваша кожа получила не только заряд бодрости, но и силу витаминов!

Выполнять процедуру желательно после душа или сауны, когда кожа находится в распаренном состоянии. Техника криомассажа заключается в том, чтобы кубиками льда аккуратно водить по всем массажным линиям: со лба к вискам, вокруг глаз, от крыльев носа, краешков губ и крайней точки подбородка по диагоналям вверх – к височной области, вертикально вверх и вниз по шее и в зоне декольте. Лед должен быть слегка подтаявший и легко скользить по коже. Длительность процедуры составляет 5-7 минут. После нее нанесите на кожу свой привычный питательный крем.

«Вкусные» рецепты фруктового льда для молодости кожи

Замороженный сок арбуза для увядающей кожи: протереть таким кубиком лицо, оставить на 10 минут как маску, потом умыться.

Фруктовое «ассорти» для сухой кожи: нарежьте крупные ягоды винограда, плоды киви и ягоды клубники, разложите по маленьким полиэтиленовым пакетикам, и заморозьте. Утром выньте пакетики из морозилки и, когда кусочки фруктов немного подтаят, протирайте ими лицо, шею и область декольте.

Для жирной кожи отлично подойдёт криомассаж замороженным соком или дольками цитрусовых: апельсина, мандарина и грейпфрута, а также ягодами земляники.

Нормальной коже больше подойдёт фруктово-ягодный «ледяной крем»: измельчите в миксере клубнику, смородину, рябину, виноград, арбуз или персик, добавьте ложку растительного масла (лучше прямого отжима), положите в полиэтиленовый пакет и заморозьте.

Лимонный лёд с травами против пигментации: 2 столовые ложки цветов календулы залейте двумя стаканами кипятка, через 20 минут добавьте 2 столовые ложки лимонного сока, разлейте в формочки и заморозьте.

Мята и молоко от морщин: разгладить морщины помогут кубики мятного льда. Листья мяты заварите кипятком, остудите и заморозьте. Протирайте таким льдом не только кожу лица, но также шею и область декольте. А чтобы вокруг глаз долго не появлялись «гусиные лапки», протирайте кожу молочным льдом. Для этого заморозьте молоко, наполовину разбавленное водой.

Тонизирующий душ «брызги шампанского»: кроме криомассажа льдом, также очень полезно опрыскивать кожу лица и шеи из пульверизатора холодной талой водой или разбавленным водой виноградным соком. Сок лучше выжимать из свежего винограда, а если его нет под рукой, воспользуйтесь полусухим или сухим охлажденным шампанским – это придаст процедуре особый шик, прекрасно увлажнит и тонизирует кожу.

Применяйте силу морозных фруктов для сохранения красоты!

И обратите внимание:   чтобы при этом чувствовать комфорт в интимной области, есть крем и суппозитории Овестин, которые могут помочь в устранении локальных симптомов климакса (сухости, жжения, недержания, дискомфорта при интимной близости, вызванные возрастным дефицитом эстрогенов).[1]

[1] Серов В. Н. Современная патогенетическая терапия урогенитальных расстройств в постменопаузе. М., 2008.

 

Автор: Дарья Немировская

Исследователи используют криоэлектронную микроскопию, чтобы узнать, как ДНК плотно обвивается вокруг нуклеосом

(Phys.org) — группа исследователей, работающих в Китайской академии наук в Пекине, с помощью криоэлектронной микроскопии выяснила, как ДНК так плотно обвивается вокруг нуклеомов. В своей статье, опубликованной в журнале Science , команда описывает, как им удалось определить путь линкерной ДНК. Эндрю Трэверс предлагает статью о перспективах в том же номере, в которой объясняет выводы команды и то, что они могут означать для исследований ДНК в будущем.

ДНК в эукариотических клетках (с ядром, окруженным мембраной) упакована внутри так называемых нуклеосом, которые представляют собой материалы, состоящие в основном из гистоновых белков — вместе они образуют хроматин. Предыдущие исследования показали, что нуклеосомы существуют (из-за сворачивания) в виде спиральных спиралей диаметром примерно 30 нм. Внутри каждой спирали находится «линкерный» гистон — волокно, проходящее по всей длине спирали.До сих пор молекулярный состав линкера оставался загадкой, и конкурирующие исследователи предлагали разные идеи. В этом новом усилии китайские исследователи, похоже, разрешили спор с помощью криоэлектронной микроскопии, формы переходной электронной микроскопии, при которой исследуемый материал хранится при криогенных температурах. Исследование, проведенное командой, показало, что линкерное гистоновое волокно состоит из массивов из 12 нуклеосом.

Выстроенные нуклеосомы составляют самый длинный сегмент хроматина, наблюдаемый на сегодняшний день, и помогают объяснить, как геномы могут быть упакованы, но при этом оставаться легко доступными.Исследователи обнаружили, что линкерный гистон (тип h2) связывает нуклеосомы вместе в структуры, известные как тетрануклеосомные единицы — они, в свою очередь, образуют двойные спиральные структуры, похожие на ДНК, которую они служат для упаковки. Команда отмечает, что возникающее связывание приводит к укладке в стопку, что и позволяет формировать двойную спираль.

Это видео демонстрирует, как нуклеосомы уплотняются в волокна хроматина более высокого порядка и как иерархическая упаковка эукариотического хроматина играет центральную роль в регуляции транскрипции и других биологических процессах, связанных с ДНК.Предоставлено: Институт биофизики Китайской академии наук

. Выводы исследовательской группы указывают на важную роль гистонов-линкеров h2 в укладке нуклеосом, которая, как они отмечают, служит для уплотнения хроматина. Они также отмечают, что нуклеосомы могут складываться в другие спиральные структуры при различных обстоятельствах, что открывает двери для других исследований в будущем. Также, как указывает Трэверс, их результаты приводят к другим вопросам, например, соответствуют ли обнаруженные ими структуры волокну в его естественном состоянии или есть другие.Также возникает вопрос, что происходит, когда спираль разматывается, вызывает ли это изменения межнуклеосомных взаимодействий? Ответы на такие вопросы, вероятно, будут в центре внимания исследовательской группы в Китае, а также других специалистов, работающих в этой области в течение многих лет.

---

Определенное соотношение белков упаковки ДНК обеспечивает нормальную экспрессию генов на раннем этапе эмбрионального развития.

---

Дополнительная информация: Крио-ЭМ исследование хроматинового волокна обнаруживает двойную спираль, скрученную тетрануклеосомными единицами, Science 25 апреля 2014 г .: Vol.344 нет. 6182 с. 376-380. DOI: 10.1126 / science.1251413

РЕФЕРАТ
Иерархическая упаковка эукариотического хроматина играет центральную роль в регуляции транскрипции и других биологических процессах, связанных с ДНК. Здесь мы сообщаем о структурах криогенной электронной микроскопии с разрешением 11 ангстрем (cryo-EM) 30-нанометровых хроматиновых волокон, восстановленных в присутствии линкерного гистона h2 и с различной длиной нуклеосомных повторов. Структуры показывают зависимое от гистона h2 левостороннее скручивание повторяющихся тетрануклеосомных структурных единиц, внутри которых четыре нуклеосомы зигзагообразно движутся вперед и назад с прямой линкерной ДНК.Асимметричное связывание и расположение гистона h2 в хроматине играют роль в формировании 30-нанометрового волокна. Наши результаты предоставляют механистическое понимание того, как нуклеосомы уплотняются в волокна хроматина более высокого порядка.

© 2014 Phys.орг

Цитата : Исследователи используют криоэлектронную микроскопию, чтобы узнать, как ДНК плотно обвивается вокруг нуклеосом (2014, 25 апреля) получено 28 ноября 2020 с https: // физ. org / news / 2014-04-cryo-electronic-microscopy-dna-tightly-nucleosomes.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Демократизация крио-EM: расширение доступа к расширяющейся области | Наука

Биофизик из UCSD Элизабет Вилла использует метод крио-ЭМ, крио-ЭТ, для визуализации белков in situ.

ФОТО: ИЗДАНИЯ ЭРИКА ДЖЕПСЕНА / UC SAN DIEGO

Технология Feature

Автор Крис Тачибана 20 марта 2020 г. , 14:00

Криоэлектронная микроскопия (крио-ЭМ) позволяет получить структуры мегакомплексов и крошечных соединений на атомном уровне. Как ваша лаборатория может получить доступ к этому универсальному методу?

На протяжении десятилетий, по словам Бриджит Каррагер, крио-ЭМ была полем «ниша, дыра в стене».Но в 2017 году крио-ЭМ прошла спектроскопию ядерного магнитного резонанса (ЯМР) для нескольких ежегодных записей в Protein Data Bank, единственном в мире хранилище трехмерных структурных данных о белках, нуклеиновых кислотах и ​​крупных биологических молекулах. И теперь он набирает обороты, дедушка структурных методов, рентгеновская кристаллография.

Каррагер руководит лабораторией крио-ЭМ в Центре структурной биологии Нью-Йорка , который поддерживается Национальным институтом здравоохранения США (NIH) и Фондом Саймонса.Два других центра, финансируемых NIH, находятся в Стэнфордском университете и Орегонском университете здравоохранения и науки (OHSU). «Повсеместно наблюдается тенденция к созданию национальных крио-ЭМ-установок», — говорит Пол Ниссен, структурный биолог из Орхусского университета , датского национального центра совместно с Копенгагенским университетом.

Национальные центры обслуживают сообщество крио-ЭМ, которое быстро расширяется по мере того, как прорывы в программном и аппаратном обеспечении, особенно в детекторах электронов, демонстрируют, как крио-ЭМ может продвигать фундаментальные исследования, разработку лекарств и даже технологию солнечных батарей ( 1 , 2 ).

Кристаллографическое разрешение — без кристаллов, но по цене

В отличие от рентгеновской кристаллографии, крио-ЭМ не требует кристаллизованных образцов. Это устраняет трудоемкий этап и позволяет реконструировать на атомном уровне комковатые комплексы и интегральные мембранные белки, которые сопротивлялись кристаллизации. Он может показывать конформационные изменения, такие как изгибание структуры рибосом в процессе синтеза белка ( 3 ).

Cryo-EM работает с неокрашенными водными образцами.Для одночастичного анализа (SPA), наиболее распространенного его применения, исследователи бросают образцы на решетку, которая быстро охлаждается за счет погружения в жидкий этан. Это замораживание — или, скорее, остекловывание — происходит настолько быстро, что молекулы образца иммобилизуются с сохранением их структуры и без кристаллов льда, которые мешают просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ). Затем исследователи получают тысячи изображений ПЭМ, пропуская электроны через образец. Молекулы, оказавшиеся в случайной ориентации, рассеивают электроны, создавая узоры, используемые для создания трехмерных моделей.

Крейг Йошиока, содиректор крио-ЭМ-центра NIH в OHSU, указывает на многообещающую разработку: кристаллографы, у которых были усеченные или мутировавшие белки, чтобы превратить их в кристаллы, теперь могут изучать полноразмерные белки дикого типа с помощью крио-ЭМ. «Это должно лучше представлять цели в их естественных состояниях, — говорит он, — включая посттрансляционные модификации, такие как гликозилирование».

В настоящее время SPA лучше всего работает с большими образцами около 200 кДа, поэтому исследователи с меньшими белками могут обратиться к дифракции электронов на микрокристаллах (microED), крио-ЭМ-методу с большим диапазоном размеров.Еще одна проблема с SPA заключается в том, что он использует экстракты клеток; но внутри клеток, говорит Биофизик Калифорнийского университета, Сан-Диего Элизабет Вилла , «белки не плавают в воде. Они заполнены другими компонентами, взаимодействуют с ними или образуют сети, которые распадаются во время добычи ». Вилла использует криоэлектронную томографию (крио-ЭТ), которая отображает участки клеток или даже тканей для визуализации компонентов на месте.

И крио-ЭМ имеет общий недостаток: стоимость.Самые современные криоЭМ аппараты на 300 кэВ стоят около 5–7 миллионов долларов США, включая дополнительные расходы на помещения, контракты на обслуживание и опытный персонал. Фармацевтические компании могут иметь собственные помещения или использовать такую ​​компанию, как NanoImaging Services . По словам Каррагера, соучредителя, большинство клиентов крио-ЭМ — представители фармацевтических или биотехнологических компаний. Примеры проектов включают анализ вакцин, антител и мишеней для лекарств. Среди подрядчиков по крио-ЭМ компания нечасто владеет собственным оборудованием, а другие часто используют инструменты партнерских институтов.

Крупные исследовательские институты также инвестируют в оборудование для криоэлектронной электроники, но более мелкие университеты не могут себе этого позволить. Однако ученые, включая группу Габриэля Ландера из Scripps Research, выявили структуры белков с одним ангстремом (Å) с помощью менее мощных микроскопов на 100 или 200 кэВ ( 4 ), которые стоят 1-2 миллиона долларов. Эти результаты воодушевляют ученых, которые призывают к демократизации крио-ЭМ с помощью более доступных, «рабочих лошадок» инструментов ( 5 ).

Общественные работы

Доступ к

Cryo-EM должен увеличиться благодаря новым центрам NIH, которые имеют самое современное оборудование и ориентированы на обслуживание и обучение — персоналу центра не разрешается быть соавтором публикаций пользователей. По оценке Йошиока, при полной загрузке сайт OHSU будет собирать данные по 200–300 активных проектов круглосуточно и без выходных, а также будет обучать более 50 приглашенных ученых в год. Он ожидает до сотен реконструкций в год в каждом центре.

А услуги бесплатные. «Вы пишете предложение, — говорит Каррагер, — и если оно принимается на основании таких критериев, как научная ценность, осуществимость и необходимость, вы получаете время крио-ЭМ». Эта модель похожа на национальные синхротронные установки и многие из них, такие как Центр электронного био-визуализации Соединенного Королевства в Diamond Light Source (Оксфордшир) и Бразильская национальная лаборатория нанотехнологий (LNNano) Бразильского центра исследований в области энергетики и энергетики. Материалы (Кампинас) расположены близко к синхротронам.

LNNano — единственное предприятие крио-ЭМ в Латинской Америке, которое финансируется правительством и государством Сан-Паулу. По словам исследователя LNNano Родриго Португалии, с промышленных клиентов взимается плата за услуги, но услуги и обучение для академических исследователей после оценки проекта бесплатны.

Старший научный сотрудник LNNano Марин ван Хил говорит, что крио-ЭМ — это мощный инструмент для разработки лекарств и вакцин на основе структуры, поэтому он необходим в регионе из-за «больших потребностей, например, при запущенных болезнях, таких как вирус Зика».«Исследование СПА проводится в LNNano с сотрудниками из Бразилии, Перу, Уругвая и Аргентины.

Помимо затрат, основная нагрузка на предприятиях LNNano — это утечка мозгов. Несмотря на проведение нескольких семинаров и ежегодной Бразильской школы крио-ЭМ одиночных частиц, «людей перебрасывают в центр или фармацевтическую компанию в другой стране», — говорит ван Хил.

Крио-ЭМ микроскопы помогают ученым визуализировать биологические молекулы в атомном масштабе, такие как белок LRKK2 при болезни Паркинсона.

ИЗОБРАЖЕНИЕ: ЯН БОЭНИНГ

«Это проблема»

Программное и аппаратное обеспечение

Cryo-EM «поразительно продвинулось вперед», — говорит Йошика, — «но все еще может быть сложно надежно перевести любой белок из гена в структуру». Cryo-EM не требует больших кристаллов, но чистота, неоднородность и концентрация образца по-прежнему важны.

«Пробоподготовка — это не проблема, — говорит Каррагер, — это проблема.«Во время стеклования« частицы слипаются, прилипают к границе раздела воздух-вода, принимают мутные формы или разваливаются ». Коммерческие автоматизированные системы делают подготовку проб более надежной. Однако проблема нисходящего потока вызвана терабайтами данных, для которых требуются выделенные рабочие станции.

Цифровые разработки

Пользователи

Cryo-EM единодушно хвалят группы программного обеспечения за продвинутый анализ данных и разрешение структур. Программное обеспечение с открытым исходным кодом, такое как RELION от Sjors Scheres из Лаборатории молекулярной биологии Совета медицинских исследований Великобритании, и работы других авторов, включая Нико Григорьева из исследовательского кампуса Janelia и Массачусетского университета, сыграли важную роль в этой области, говорит Йошиока. Он отмечает, что перспективным развитием вычислительной техники является обработка и реконструкция в реальном времени по мере сбора данных.

Вот что делает cryoSPARC Live. В настоящее время находится в стадии бета-тестирования, программное обеспечение поступает от отделения Structura Biotechnology при Университете Торонто, которым руководят брат и сестра Али Пунджани и Саара Вирани. CryoSPARC Live добавляет к пакету cryoSPARC инструменты SPA, включая обработку 2D-изображений и 3D-реконструкцию без предварительных структурных знаний.

По словам Вирани,

CryoSPARC Live показывает начальные изображения через несколько минут, трехмерные структуры размером от 6 до 8 Å примерно через час, а уточненные структуры с высоким разрешением через несколько часов.По ее словам, исследователи могут вносить корректировки в режиме реального времени, например перемещать выборку, чтобы сосредоточиться на лучших областях и решить, сколько данных нужно собрать, экономя время и деньги. В связи с быстрым ростом спроса на крио-ЭМ, эта область борется с проблемами коммерциализации. Пунджани объясняет, что cryoSPARC бесплатен для академических пользователей, в то время как коммерческие клиенты, такие как фармацевтические компании, должны покупать лицензию.

Вычислительный аспект демократизации крио-ЭМ, по словам Пунджани, заключается в модификации алгоритмов для получения более качественных изображений с микроскопов более низкого уровня.Кроме того, облачные вычисления позволят лабораториям арендовать время обработки по мере необходимости вместо того, чтобы вкладывать средства в выделенное оборудование.

Полный курс на инновации

«Одночастичный метод на какое-то время станет основным методом крио-ЭМ высокого разрешения», — говорит Йошиока. Достижения в других областях расширяют диапазон размеров для разрешения структур и позволяют просматривать внутреннюю часть камеры.

Получение изображений белков с высоким разрешением менее 100 кДа раздвигает пределы существующих SPA. MicroED, разработанный группой Тамира Гонена , обеспечивает атомное разрешение для диапазонов размеров комплексов от более 200 кДа до органических молекул с менее чем 10 атомами углерода. «MicroED» использует кристаллы в миллиардную часть размера, необходимого для рентгеновской кристаллографии, — объясняет Гонен, ныне работающий в Калифорнийском университете , Лос-Анджелес, (UCLA). В microED стеклование защищает образцы, так что дифракционные картины создаются путем вращения одного микрокристалла через электронный луч, захватывая все углы для трехмерной реконструкции его молекул.

Gonen использовал microED для визуализации структурных изменений в канале при прохождении иона натрия. «Поскольку мы использовали кристаллы, содержащие всего около 1000 единиц», он

Национальный центр криоэлектронной микроскопии — Национальный институт рака

Замедленное видео Titan Krios Build

На этом видео показан процесс создания микроскопа Titan Krios в Национальном центре криоЭМ в Национальной лаборатории NCI-Frederick.

*** 8/3/2020 ОБНОВЛЕНИЕ: Национальная лаборатория криоЭМ была вновь открыта для сбора данных по проекту, связанному с раком. Исследовательские проекты, связанные с COVID, будут по-прежнему приниматься, пользователи могут отправлять запросы на проекты по адресу https://apply.cancer.gov/login.***

Национальная лаборатория Фредерика располагает современным оборудованием для криоэлектронной микроскопии (крио-ЭМ), чтобы предоставить исследователям рака доступ к новейшим технологиям получения изображений макромолекулярных ансамблей с высоким разрешением.

За последние несколько лет в области крио-ЭМ произошла революция. Если раньше структурный анализ с помощью крио-ЭМ означал, что карты с низким разрешением соответствовали структурам с высоким разрешением, полученным из других методов структурной биологии, таких как рентгеновская кристаллография или спектроскопия ядерного магнитного резонанса, то теперь данные, полученные с помощью крио-ЭМ, могут быть достаточно высокое разрешение для непосредственного создания атомных моделей белков и других биологических макромолекул.

Эта революция была вызвана несколькими факторами, в том числе достижениями в области технологий микроскопов и камер, а также улучшенными вычислительными методами для анализа криоЭМ данных одиночных частиц.Доступ к новейшим технологиям микроскопов и детекторов, которые могут быть непомерно дорогими для многих учреждений, имеет решающее значение для получения данных самого высокого качества и создания структур с самым высоким разрешением этим методом. NCI создал пользовательский центр, Национальную лабораторию криоЭМ (NCEF), чтобы удовлетворить потребности исследователей рака в академических лабораториях, предоставив доступ к современному оборудованию для электронной микроскопии. В настоящее время на объекте находятся два микроскопа Titan Krios, оборудованные детекторами прямого действия Falcon 3EC и детекторами K3 Bioquantum.

Кроме того, NCI также поддерживает усилия по тестированию новых платформ и новых рабочих процессов для ускорения разработки инструментов следующего поколения для крио-ЭМ и их применения для решения важных проблем, имеющих отношение к биологии рака.