Electron tomography and image processing of cell structures

JJFernandez

 

José Jesús Fernández

Group Leader

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Research summary

Nuestro grupo está interesado en la tomografía electrónica y las posibilidades que ésta ofrece para la visualización y el análisis en 3D de la arquitectura subcelular y de la organización molecular de células y tejidos in situ con un nivel de resolución del orden de nanómetros.

 

Publications

Fernandez-Fernandez MR, Ruiz-Garcia D, Martin-Solana E, Chichon FJ, Carrascosa JL, Fernandez JJ. 3D Electron Tomography of brain tissue unveils distinct Golgi structures that sequester cytoplasmic contents in neurons. J Cell Sci 2017; 130: 83-89

Fernandez JJ, Laugks U, Schaffer M, Bauerlein FJB, Khoshouei M, Baumeister W, Lucic V. Removing contamination-induced reconstruction artefacts from cryoelectron tomograms. Biophys J 2016; 110: 850-859

Bernabe-Rubio M, Andres G, Casares-Arias J, Fernandez-Barrera J, Rangel L, Reglero-Real N, Gershlick DC, Fernandez JJ, Millán J, Correas I, Miguez DG, Alonso MA. Novel role for the midbody in primary ciliogenesis by polarized epithelial cells. J Cell Biol 2016; 214: 259-273

Kollman JM, Greenberg CH, Li S, Moritz M, Zelter A, Fong KK, Fernandez JJ, Sali A, Kilmartin K, Davis TN, Agard DA. Ring closure activates yeast γTuRC for species-specific microtubule nucleation. Nat Struct Mol Biol 2015; 22:132-137

Agulleiro JI, Fernandez JJ. Tomo3D 2.0 - Exploitation of Advanced Vector eXtensions (AVX) for 3D reconstruction. J Struct Biol 2015; 189:147-152


 

 

Figura2FernandezOur group is interested in the unique ability of electron tomography (ET) to visualize in situ, in three dimensions, the subcellular architecture and macromolecular organization of cells and tissues, at a resolution of a few nanometres. Combined with image processing, ET has emerged as a powerful technique to address fundamental questions in molecular and cellular biology.

One of our research interests is the 3D analysis of neuronal subcellular architecture, for which ET and image processing are the central techniques, with protocols to ensure preservation of brain tissue samples in near-native conditions. With this approach, we are exploring the structural alterations that underlie neurodegenerative diseases, particularly Huntington’s disease.

We also work in close collaboration with Dr Sam Li (UCSF) on the structural elucidation of the microtubule-organizing centre (MTOC). Dysfunction of this complex cell organelle is linked to many diseases. We also collaborate with teams at the CNB and other international groups in experimental structural studies.

Another important focus of our research is the development of new image processing techniques and tools for the advancement of ET. We are working on methods for the distinct computational stages involved in structural studies by ET: image alignment, correction for the transfer function of the microscope, tomographic reconstruction, noise reduction, automated segmentation and subtomogram analysis.

 

Figura1Fernandez

 grupoFernandezRed

 

Name
Position
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José Jesús Fernández Principal investigator
María del Rosario Fernández Fernández Postdoctoral scientist
Eva Martín-Solana Predoctoral scientist

 

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