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擴(kuò)張顯微鏡技術(shù)讓細(xì)胞分子納米結(jié)構(gòu)得以成像
來源: 時(shí)間:2022-08-31 15:13:48 瀏覽:2092次


細(xì)胞中含有成千上萬的信使RNA分子,它們負(fù)責(zé)攜帶DNA的復(fù)制遺傳指令,通過轉(zhuǎn)移到其他細(xì)胞進(jìn)而完成細(xì)胞間的信息交流。然而,在活細(xì)胞內(nèi),蛋白質(zhì)和其他分子通常緊密地堆積在一起。這些密集的簇很難成像,因?yàn)闊o法將熒光標(biāo)記嵌在分子之間而使它們可見。

細(xì)胞分子納米成像

擴(kuò)張顯微鏡技術(shù)的關(guān)鍵步驟是在組織成像前進(jìn)行組織擴(kuò)大,通過將組織自身體積擴(kuò)大,就可以應(yīng)用普通的高分辨成像顯微鏡中找到分子。日前,美國麻省理工學(xué)院研究人員開發(fā)出一種新的方法來克服這一限制,使這些“看不見”的分子變得可見。這種方法建立在之前開發(fā)的擴(kuò)張顯微鏡技術(shù)基礎(chǔ)之上,能讓科學(xué)家們可視化以前從未見過的分子和細(xì)胞結(jié)構(gòu)。使用這項(xiàng)技術(shù),研究人員可對神經(jīng)元突觸中發(fā)現(xiàn)的納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像。

 

研究員們還對與阿爾茨海默病相關(guān)的β淀粉樣蛋白斑塊的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)成像。對細(xì)胞內(nèi)的特定蛋白質(zhì)或其他分子成像需要用與靶標(biāo)結(jié)合的抗體攜帶的熒光標(biāo)簽對其進(jìn)行標(biāo)記??贵w長約10納米,而典型的細(xì)胞蛋白直徑通常約為25納米,因此如果目標(biāo)蛋白堆積得太密,抗體就無法與蛋白結(jié)合。

 

為了克服這一障礙,研究人員使用熱量而不是酶來軟化組織,使組織膨脹20倍而不被破壞。這種方法使得組織在擴(kuò)大的同時(shí)還保持著蛋白質(zhì)的完整,分離出的蛋白質(zhì)在擴(kuò)增后可用熒光標(biāo)簽進(jìn)行標(biāo)記。有了許多可用于標(biāo)記的蛋白質(zhì),研究人員就能識(shí)別突觸內(nèi)的微小細(xì)胞結(jié)構(gòu),突觸是密集堆積著蛋白質(zhì)的神經(jīng)元之間的連接。

 

他們對7種不同的突觸蛋白進(jìn)行了標(biāo)記和成像,隨后他們便可詳細(xì)地觀察到由鈣通道與其他突觸蛋白排列而成的“納米柱”。這些納米柱被認(rèn)為有助于提高突觸交流的效率。研究人員還使用新技術(shù)對β淀粉樣蛋白成像,這是一種在阿爾茨海默病患者大腦中形成斑塊的多肽。利用小鼠的腦組織,研究人員發(fā)現(xiàn),β淀粉樣蛋白形成了以前從未見過的周期性納米簇,這些β淀粉樣蛋白簇還包括鉀通道。此外,他們還發(fā)現(xiàn)了沿著軸突形成螺旋結(jié)構(gòu)的β淀粉樣蛋白分子。

 

該技術(shù)通過擴(kuò)大細(xì)胞或組織樣本來“疏導(dǎo)”分子,從而使得分子更容易被標(biāo)記,其將突觸可視化,有助于回答許多有關(guān)突觸蛋白功能障礙的生物學(xué)問題。


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全部 3小時(shí)前 四川
文字是人類用符號(hào)記錄表達(dá)信息以傳之久遠(yuǎn)的方式和工具?,F(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產(chǎn)生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達(dá)的方式和思維不同。文字使人類進(jìn)入有歷史記錄的文明社會(huì)。
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