在哺乳动物细胞中看到纳米级细节-新药动态-【维港健康官网】
×
出国看病|海外就医|试管婴儿|香港HPV疫苗|香港体检预约【维港健康官网】

在哺乳动物细胞中看到纳米级细节

发表于 2018-03-05

免疫治疗

 

2014年,斯坦福大学Harry S. Mosher化学教授WE Moerner获得诺贝尔化学奖,共同开发一种高分辨率细胞内成像方式,称为超分辨率显微镜。现在,他和他的实验室已经创建了一个新的显微镜,可以生成整个哺乳动物细胞的三维纳米图像。


“一个细胞拥有一个完整的蛋白质,酶和结构城市,”Moerner说。“我们对细胞内有什么有一些了解 - 我们中的许多人都熟悉线粒体或内质网的绘图 - 但这是一个普通的想法。当我们看单个细胞时,我们认识到它们并不完全一样就像我们在教科书中的图片一样。“


Moerner实验室将化学,物理学,光学和工程技术融合在一起,创造更好的细胞内窥视方式,以便观察单个分子的运作情况。与许多其他实验室合作,该小组专注于生物学科,如测量与亨廷顿舞蹈病有关的蛋白质纤维的结构,观察核内单个DNA链的组织并记录药物治疗期间细胞的结构变化。


煎饼和魔法


研究人员称之为TILT3D的新型显微镜,最近在Nature Communications发表的一篇论文中描述了这种新型显微镜,它将两种新型成像技术与超分辨率显微镜相结合,捕获细胞内结构和单个分子的非常清晰的三维图像。


被称为倾斜光片照明的两种新技术之一,解决了现有照明技术带来的焦点和功能问题。在大多数光学显微镜中,细胞样本从下面点亮。


“如果你想调查一个细胞的细节,这是一个问题,因为它导致视觉模糊的图像,只有一些部分是焦点 - 像长距离拍摄的照片,”安娜卡琳Gustavsson,博士后研究员在Moerner实验室和论文的主要作者。


标准灯光照明通过从侧面仅照射一片光线以获得样品的类似饼状的照明来解决该问题。即使有这个优点,如果您试图让光线照在单元格的底部,它会从包含样品的腔室的角落反弹,从而扭曲图像。通过倾斜光片,Moerner实验室避免撞到角落。


除了通过倾斜光片来清除视觉混乱之外,新显微镜还包括用于在3D中成像的光学方法。为了达到这个目的,研究人员用化学物质在细胞样本中标记了分子,这些化学物质在点燃时发出荧光,并使用化学添加剂使其明亮地闪烁。然后,通过Moerner所称的“光学魔术”,该小组调整显微镜以将每个荧光眨眼转换成不同角度的两个光点。通过这两个点,研究人员可以在三维中获取每个分子的位置,从而通知最终的三维图像。


研究人员可以将叠好的三维图像叠加在一起,研究人员可以创建一个细胞的从上到下的重建。倾斜光片成像还可以跟踪随着时间的推移分子的3-D运动,其精确度可达几十纳米,可以捕获粘合分子,通过电机移动或随机移动通过细胞结构。


将TILT3D的清晰图像和3-D能力与现有的超分辨率技术相结合,显微镜可以以超分辨率创建精确的图像 - 小至几十纳米或比人类头发厚度小约4,000倍。这为产生详细的哺乳动物细胞结构的3-D图像提供了新的机会,即使之前的图像密度太高以至于无法清晰显示。


准备分享


作为他们论文的一部分,Moerner和他的实验室成员在已知的细胞结构上成功地测试了他们的显微镜。他们已经在其他实验室里复制了这台显微镜。该设计可以是对现有光学显微镜的模块化补充。未来,他们希望他们的3D倾斜光片照明成像将用于任何项目。


“TILT3D比其他设计用于成像这些具有挑战性的样品的显微镜更简单,它可以用于静态结构和运动分子的成像”,Gustavsson说,他得到了卡罗林斯卡研究所博士后奖学金的部分支持。瑞典。“我们将其设计为多功能,不受具体问题约束。”


研究人员将继续研究TILT3D,特别是结合来自几种不同蛋白质的静态和动态信息。除了他们在细胞成像方面的许多其他创新和研究之外,他们希望这项技术能够使他们和其他人一次了解更多关于细胞的结构和过程,一个分子。

免疫治疗

 


推荐阅读:吸烟行为有助于识别调节血压的基因

关键字: 全球健康资讯 , 健康知识
咨询电话:4006004371
在线预约