Περίληψη
Προκειμένου να μελετήσουν τον εντοπισμό και τον προσανατολισμό των πρωτεϊνών σε υποκυτταρικές δομές, ο Peng Xi και οι συνεργάτες του ανέπτυξαν πολωμένη δομημένη μικροσκοπία φωτός (pSIM). Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό Nature Communications.
Αυτή η εργασία «ενδυναμώνει» το υπάρχον σύστημα SIM διερευνώντας σε βάθος τα πιθανά χαρακτηριστικά της τεχνολογίας SIM και των εμπορικών οργάνων, και ανακαλύπτει τα εγγενή χαρακτηριστικά ανίχνευσης πόλωσης του υπάρχοντος συστήματος SIM που ακόμη και οι εφευρέτες του δεν έχουν παρατηρήσει, έτσι ώστε το υπάρχον σύστημα να μπορεί να υλοποιήσει τη λειτουργία του SIM πόλωσης χωρίς καμία τροποποίηση. Αυτό επιτρέπει σε πολλά εργαστήρια βιοεπιστημών με συστήματα SIM να αναλύουν απευθείας το SIM πόλωσης, κάτι που θα προωθήσει σημαντικά την έρευνα της απεικόνισης υπερ-ανάλυσης πόλωσης.

Σχήμα 1: Απεικόνιση του προσανατολισμού βραχέων νηματίων ακτίνης. α. Δυναμική απεικόνιση της κίνησης που προκαλείται από μυοσίνη του νηματίου ακτίνης που έχει επισημανθεί με φαλλοειδίνη. Το λευκό πλαίσιο περιέχει την τροχιά ενός βραχέος νηματίου ακτίνης. β. Μεγεθυμένη όψη της περιοχής με κίτρινο πλαίσιο στο α. Οι προσανατολισμοί των διπόλων των νηματίων ακτίνης αλλάζουν καθώς κινούνται. γ. Προσανατολισμός με χρονική υστέρηση και θέση της κατακερματισμένης ακτίνης στο β. δ. Απεικόνιση 2D-pSIM των νηματίων ακτίνης σε νευρώνες του ιππόκαμπου, η οποία διακρίνει σαφώς μεταξύ των συνεχών μακριών νηματίων ακτίνης στον δενδρίτη και της περιοχής της διακριτής δομής δακτυλίου ακτίνης στον άξονα. ε. Μια άλλη απεικόνιση της δομής δακτυλίου ακτίνης στον άξονα. στ, ζ. Μεγεθυμένες όψεις των περιοχών με πλαίσιο στο δ, οι οποίες συγκρίνουν τα αποτελέσματα της απεικόνισης PM και pSIM. η. Το προφίλ έντασης της γραμμής που υποδεικνύεται στο ε, του οποίου ο μετασχηματισμός Fourier (i) δείχνει περιοδικότητα 184 nm, σύμφωνα με προηγουμένως αναφερθέντα αποτελέσματα. j, k Η δομή του δακτυλίου ακτίνης είναι κρίσιμη για τον περιοδικό σκελετό που σχετίζεται με τη μεμβράνη (MPS) στους νευρώνες. Το προηγούμενο μοντέλο υποθέτει μια οργάνωση από άκρο σε άκρο για τα νημάτια ακτίνης που καλύπτονται από αδουκίνη. Ωστόσο, το pSIM αποκαλύπτει ότι ο προσανατολισμός των βραχέων νηματίων ακτίνης είναι παράλληλος με τον άξονα, υποστηρίζοντας μια οργάνωση δίπλα-δίπλα για τις δομές του δακτυλίου ακτίνης. Γραμμές κλίμακας: a 2 μm και d–g 1 μm
Ανάλυση της τεχνολογίας απεικόνισης
Το οπτικό σύστημα απεικόνισης υπερ-ανάλυσης QSIM είναι ένα τυπικό σύστημα απεικόνισης χαμηλού φωτισμού. Το TUCSENΝτυάνα 400BSIΗ κάμερα έχει μέγιστη κβαντική απόδοση 95% και θόρυβο ανάγνωσης μόλις 1,2e-, γεγονός που μπορεί να βοηθήσει το σύστημα χαμηλού φωτισμού να λαμβάνει εικόνες απεικόνισης με υψηλό λόγο σήματος προς θόρυβο. Το pixel των 6,5 μm είναι κατάλληλο για αντικειμενικό φακό υψηλής ισχύος 60x. Μπορεί να αξιοποιήσει πλήρως τα πλεονεκτήματα της ανάλυσης του φακού και να βοηθήσει το σύστημα να λαμβάνει εικόνες υψηλής ανάλυσης με καθαρές λεπτομέρειες.
Πηγή αναφοράς
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. Απεικόνιση υπερ-ανάλυσης φθοριζόντων διπόλων μέσω μικροσκοπίας δομημένου φωτισμού πολωμένου. Nat Commun. 16 Οκτωβρίου 2019;10(1):4694. doi: 10.1038/s41467-019-12681-w. PMID: 31619676; PMCID: PMC6795901.