徕卡显微镜:看着活细胞内分子运动

2019-06-12 18:53:34 57

新开发的RICS STED显微镜检查法记录在现场样品分子的快速运动。卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的研究人员通过光栅图像相关光谱(RICS)的受激发射损耗荧光显微镜结合,开辟了新的应用在医学研究中,如细胞膜的动态分析在高蛋白质浓度。

 

新的方法来测量活体标本的快速分子变动

如何单个生物分子在活细胞,组织或生物体的移动?生物分子如何互动?要回答这些问题,在分子水平上更好地理解生命的过程。受激发射损耗荧光显微镜可以追求具有高时空分辨率的现场样品中生物分子的运动和相互作用。为了这个目的,要研究的结构,有选择地使用荧光染料标记。然后,随时间的变化可以进行录像。然而,对图像序列是相当缓慢的,例如,快速的分子运动不能被直接记录,可。现在一组KIT各地的研究人员教授格尔德乌尔里希Nienhaus应用物理研究所(APH)和中心功能纳米结构(CFN)提出了一种新的方法,在现场样品测量这种快速的分子运动,在自然通讯杂志

 

量化分子动力学

新方法结合了两种类型的显微镜。使用共聚焦扫描显微镜,荧光图像的记录,可逐点以固定时间间隔。因此,图像中包含一个隐式的时间结构。光栅图像相关光谱法(RICS)的帮助下,这些信息可以被使用,在活细胞或组织样品中的生物分子,如蛋白质,以确定动态。然而,蛋白质浓度往往过高,申请英国皇家特许测量师学会,连同传统的显微镜。出于这个原因,KIT的研究人员结合的RICS方法与STED显微镜(受激发射损耗显微镜)。当使用受激发射损耗,光点扫描的荧光图像,可以大大减少。该方法已被成功地用于在成像的细胞中达到的最大分辨率。甲STED显微镜的荧光显微镜,其分辨率并不限于由阿贝限制。

通过光栅图像相关光谱STED显微镜结合,KIT研究人员现在已经成功地在生物结构的基础上记录的光栅图像量化分子动力学。“这意味着,受激发射损耗RICS的方法可用于从任何荧光图像获得高度分辨的地图当场扫描的区域标记的分子的数量和可移动性,格尔德乌尔里希Nienhaus解释。

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 1:的STED RICS显微镜扫描光斑荧光细胞膜,因此,图像记录(礼貌由Hedde PN / KIT)。
 展望

的STED RICS的方法开辟了生命科学的新的测量应用。的一个主要应用是细胞膜的动态研究。嵌入在膜中大量的受体蛋白。通过与外部对接的配体分子的相互作用,外部信号传输到细胞内。随着STED英国皇家特许测量师学会的帮助下,研究人员现在可以精确地确定和定量脂类和受体双方的动作。了解这些过程是至关重要的医学和医药研究。许多药用物质基础上影响这些相互作​​用。“关于的每一秒药物影响G-蛋白偶联受体的信号转导,一个重要的子类,”教授Nienhaus解释。

教授Nienhaus工作组由物理学家,化学家和生物学家。跨学科的合作是必不可少的,涵盖所有方面,在开发新的生物物理基础研究的显微仪器和方法。当应用程序得到解决,其他KIT研究人员加入我们的团队,并贡献他们的知识的分子过程。在的STED RICS方法的情况下,团队一起科学家从毒理学和遗传学研究所(ITG)和动物研究所细胞与发育生物学部。



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