The Structural Analysis Column

프롤로그: 흐릿함 속에 숨겨진 명확한 시그널 전자현미경(EM) 실험을 처음 시작하는 연구자들이 마주하는 가장 큰 당혹감은 ‘초점’에 대한 고정관념에서 옵니다. 광학 현미경의 세계에서는 초점이 맞을수록 이미지가 선명해지지만, 전자현미경의 세계에서는 의도적으로 초점을 어긋나게 하는 디포커스(Defocus) 가 정보의 양을 결정하기 때문입니다. 특히 1.5 μm 내외의 언더 포커스(Under-focus)에서 나타나는 특유의 ‘흐릿함’은 실패한 이미지가 아니라, 시료의 형태 정보를 극대화하기 위한 물리적 전략의 결과입니다. 1. 시그널 형성의 근본적 차이: Phase vs. Amplitude 구조 분석에 사용하는 두 가지 핵심 기법인 크라이오 이엠(Cryo-EM)과 네거티브 스테인(Negative Stain)은 전자가 시료와 상호작용하여 이미지를 형성하는 메커니즘 자체가 근본적으로 다릅니다. ...

프롤로그: 구조 생물학의 패러다임 변화 2024년 5월, 구글 딥마인드(Google DeepMind)의 AlphaFold 3(이하 AF3) 발표는 구조 생물학계에 다시 한번 큰 화두를 던졌습니다. 단백질-단백질 상호작용을 넘어 DNA, RNA, 리간드 및 이온과의 결합 구조까지 예측 범위가 확장되면서, 일각에서는 실험을 통한 구조 결정의 시대가 끝났다는 전망을 내놓기도 합니다. 그러나 실제 연구 현장에서 Cryo-EM(초저온 전자현미경)을 통해 복합체 구조를 분석하는 실무자의 관점에서, AF3는 실험을 대체하는 수단이 아닌 실험의 효율성을 극대화하는 강력한 보완재에 가깝습니다. 1. AlphaFold 3의 기술적 진보: Diffusion 모델의 도입 AF3의 가장 큰 변화는 기존 AlphaFold 2의 Transformer 기반 아키텍처에서 Diffusion 모델로의 전환입니다. 이를 통해 다음과 같은 기술적 진보를 이뤄냈습니다. ...