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从活细胞到单个分子

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-11-09  浏览次数:6
核心提示:通过原子力显微镜和超分辨率光学成像系统的结合,EPFL科学家已经能够制作出活细胞在纳米尺度分辨率下进化的画面。EPFL生物工程研

通过原子力显微镜和超分辨率光学成像系统的结合,EPFL科学家已经能够制作出活细胞在纳米尺度分辨率下进化的画面。

 

EPFL生物工程研究所的研究人员将两种尖端的显微镜技术结合在一起,以前所未有的分辨率捕捉到活细胞的图像,甚至能够观察其结构和分子特征的演变。他们的研究成果发表在ACS Nano Letters杂志上。


秘密在于将两种非常高级的技术合成的图像。研究人员开发的设备由高速原子力显微镜(AFM)和单分子定位显微镜组成,前者是一种利用微小的力敏感针“感觉”被观察到的表面的仪器,后者的发明者去年获得了诺贝尔奖。第一个安装在样本上方,第二个安装在“倒置”,从下面观察样本。科学家们开发了一种特殊的软件,可以将这两种仪器的图像组合起来,并对观察到的样本进行精确的三维可视化。


“AFM使得在纳米尺度分辨率下观察细胞的3D结构成为可能,”EPFL生物和纳米仪器实验室的博士生Pascal Odermatt解释说,他由Georg Fantner指导。“另一方面,它看不到细胞内分子的本质。”


他们使用的第二种技术,被称为PALM(光激活光镜),利用对比度使某些选定的分子闪烁,然后沿着它们在细胞内部的路径移动。


通过结合这两个世界的精华,科学家们可以把特定蛋白质的超分辨率图像放到细胞的结构环境中——甚至是活的。


通过连续拍摄同一活细胞的图像,科学家们首次能够跟踪蛋白质簇的行为与细胞的3D结构之间的关系。EPFL纳米级生物学实验室的博士后研究员Henrik Deschout说:“例如,这可以让我们观察细胞分裂的内部运作,或者揭示干细胞对机械力的反应。”


epfl建立的装置还在原型阶段,已经吸引了许多其他研究人员和领先的显微镜制造商的兴趣。显微镜可能对细胞、微观和机械生物学的研究人员有很大的兴趣,使科学家能够对活细胞中复杂的机制提供新的认识。


 
 
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