• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    SR-FACT-mikroskopi avslöjar landskapet för den cellulära organellinteraktomen

    Områdena som omges av de streckade gula rutorna till vänster är förstorade till höger. Skalstänger, 5 μm (vänster) och 1 μm (höger). Upphovsman:av Dashan Dong, Xiaoshuai Huang, Liuju Li, Heng Mao, Yanquan Mo, Guangyi Zhang, Zhe Zhang, Jiayu Shen, Wei Liu, Zeming Wu, Guanghui Liu, Yanmei Liu, Hong Yang, Qihuang Gong, Kebin Shi, Liangyi Chen

    Framväxten av superresolution (SR) fluorescensmikroskopi har föryngrat sökandet efter nya cellulära substrukturer och dynamiska mellanprodukter. Dock, begränsad av det breda emissionsspektrumet av fluoroforer och överdriven fototoxicitet, SR -fluorescensmikroskopi kan endast användas för att markera en handfull biomolekyler samtidigt och är oförmögen att tillhandahålla en holistisk karta över den cellulära miljön och landskapet.

    I en ny artikel publicerad i Ljusvetenskap och applikationer , forskare från State Key Laboratory for Mesoscopic Physics and Frontiers Science Center for Nano-optoelectronics, Peking University, Kina, State Key Laboratory of Membrane Biology, Beijing Key Laboratory of Cardiometabolic Molecular Medicine, Institutet för molekylär medicin, Peking University, Kina och medarbetare utvecklade SR-fluorescensassisterad diffraktionsberäkningstomografi (SR-FACT), som kombinerar etikettfri tredimensionell optisk diffraktionstomografi (ODT) med tvådimensionell fluorescens Hessian strukturerad belysningsmikroskopi. ODT -modulen kan lösa mitokondrier, lipiddroppar, kärnmembranet, kromosomer, det rörformiga endoplasmatiska retikulum och lysosomer. Använda dual-mode korrelerad levande cellavbildning under en längre tid, de observerade nya subcellulära strukturer med namnet dark-vacuole kroppar (DB), varav majoriteten härrör från tätbefolkade perinukleära regioner, och interagerar intensivt med organeller som mitokondrier och kärnmembran innan de slutligen kollapsar in i plasmamembranet. Detta arbete visar den unika förmågan hos SR-FACT, vilket tyder på dess breda tillämpbarhet i cellbiologi i allmänhet.

    SR-FACT visualiserar både celllandskapet och den molekylära identiteten hos levande celler. En ny algoritm som kallas vektor iterativ sökalgoritm (VISA) utvecklades för att minimera 3D-bildåteruppbyggnadsfel under höghastighets kHz-hastighetstomografiskt skanningsschema. Som ett resultat, SR-FACT kan samtidigt utnyttja en maximal bildhastighet för att fånga dynamik i levande celler och för att upprätthålla tillräckligt med fotonflöde för maximal känslighet. I SR-FACT-systemet, ODT-modulen uppnådde en ~ 200 nm lateral upplösning vid en volymetrisk bildhastighet på 0,8 Hz (40 × 40 × 20 m 3 ). Hessian 2-D-SIM, som tillåter SR -avbildning vid en bråkdel av fotondosen som används av konventionellt SIM, användes för att vägleda tolkningen av strukturer som observerats av ODT -modulen. Genom att utföra dual-mode korrelerad avbildning i COS-7-celler, de löste sex kända organeller utan märkning:det tubulära endoplasmatiska retikulumet (ER), mitokondrier, sena endosomer/lysosomer (LE/LY), LDs, kärnmembranet och kromosomer. Alla dessa data belyser den unika fördelen med SR-FACT när man studerar organellinteraktomen. Dessutom, de observerade också vakuolerade strukturer med neutralt pH som för det mesta innehöll vätska i lumen. Timmelång tidsfördröjd levande cell-SR-avbildning i kombination med kvantitativ analys avslöjar de okonventionella människohandelsvägarna och de oumbärliga rollerna för vakuoler vid organiseringen av organellinteraktomen, allt detta tyder på att de representerar tidigare ovärderade organeller.

    Ingen Etikettfri visualisering av den fullständiga uppdelningsprocessen för en COS-7-cell. Upphovsman:av Dashan Dong, Xiaoshuai Huang, Liuju Li, Heng Mao, Yanquan Mo, Guangyi Zhang, Zhe Zhang, Jiayu Shen, Wei Liu, Zeming Wu, Guanghui Liu, Yanmei Liu, Hong Yang, Qihuang Gong, Kebin Shi, Liangyi Chen
    DB växte fram i regioner nära kärnmembranet som kollapsade in i plasmamembranet. Upphovsman:av Dashan Dong, Xiaoshuai Huang, Liuju Li, Heng Mao, Yanquan Mo, Guangyi Zhang, Zhe Zhang, Jiayu Shen, Wei Liu, Zeming Wu, Guanghui Liu, Yanmei Liu, Hong Yang, Qihuang Gong, Kebin Shi, Liangyi Chen



    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com