22.03.03Abstrakt
Um die Lokalisierung und Orientierung von Proteinen in subzellulären Strukturen zu untersuchen, entwickelten Peng Xi und seine Kollegen die polarisierte strukturierte Lichtmikroskopie (pSIM). Die Studie erscheint in der Fachzeitschrift Nature Communications.
Diese Arbeit erweitert das bestehende SIM-System, indem sie die potenziellen Eigenschaften der SIM-Technologie und kommerzieller Instrumente eingehend erforscht und die inhärenten Polarisationserkennungseigenschaften des bestehenden SIM-Systems freilegt, die selbst seinen Erfindern nicht aufgefallen waren, sodass das bestehende System die Funktion der Polarisations-SIM ohne jegliche Modifikation realisieren kann. Dies ermöglicht vielen Life-Science-Laboren mit SIM-Systemen die direkte Analyse von Polarisations-SIM, was die Forschung zur Polarisations-Superauflösungsbildgebung erheblich voranbringen wird.
Abb. 1: Abbildung der Orientierung kurzer Aktinfilamente. a Dynamische Abbildung der Myosin-gesteuerten Bewegung eines Phalloidin-markierten Aktinfilaments. Der weiße Kasten enthält die Trajektorie eines kurzen Aktinfilaments. b Vergrößerte Ansicht des gelb umrahmten Bereichs in a. Die Dipolorientierungen der Aktinfilamente ändern sich während ihrer Bewegung. c Zeitrafferansicht der Orientierung und Position des fragmentierten Aktins in b. d 2D-pSIM-Abbildung der Aktinfilamente in hippocampalen Neuronen, die klar zwischen den kontinuierlichen langen Aktinfilamenten im Dendriten und dem Bereich der diskreten Aktinringstruktur im Axon unterscheidet. e Eine weitere Abbildung der Aktinringstruktur im Axon. f, g Vergrößerte Ansichten der umrahmten Bereiche in d, die die Ergebnisse der PM- und pSIM-Abbildung vergleichen. h Das Intensitätsprofil der in e angegebenen Linie, deren Fourier-Transformation (i) eine Periodizität von 184 nm zeigt, was mit zuvor berichteten Ergebnissen übereinstimmt. j, k Die Aktinringstruktur ist entscheidend für das membrangebundene periodische Skelett (MPS) in Neuronen. Das bisherige Modell geht von einer End-an-End-Anordnung der adducinbeschichteten Aktinfilamente aus. pSIM zeigt jedoch, dass die Orientierung der kurzen Aktinfilamente parallel zum Axonschaft verläuft, was eine Nebeneinanderanordnung der Aktinringstrukturen unterstützt. Maßstabsbalken: a 2 μm und d–g 1 μm
Analyse der Bildgebungstechnologie
Das QSIM-Superauflösungs-Bildgebungssystem ist ein typisches Bildgebungssystem für schwaches Licht. Das TUCSENDhyana 400BSIDie Kamera verfügt über eine maximale Quanteneffizienz von 95 % und ein Ausleserauschen von nur 1,2e-, wodurch das Schwachlichtsystem Bilder mit hohem Signal-Rausch-Verhältnis liefert. Das 6,5 μm große Pixel eignet sich für ein 60-fach-Hochleistungsobjektiv. Dadurch können die Vorteile der Objektivauflösung voll ausgeschöpft werden und das System erhält hochauflösende Bilder mit klaren Details.
Referenzquelle
Zhanghao K, Chen X, Liu W, Li M, Liu Y, Wang Y, Luo S, Wang X, Shan C, Xie H, Gao J, Chen X, Jin D, Li X, Zhang Y, Dai Q, Xi P. Superauflösende Bildgebung fluoreszierender Dipole mittels polarisierter strukturierter Beleuchtungsmikroskopie. Nat Commun. 16. Oktober 2019;10(1):4694. doi: 10.1038/s41467-019-12681-w. PMID: 31619676; PMCID: PMC6795901.
