2022/03/03Astratto
Per studiare la localizzazione e l'orientamento delle proteine nelle strutture subcellulari, Peng Xi e i suoi colleghi hanno sviluppato la microscopia a luce strutturata polarizzata (pSIM). Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Communications.
Questo lavoro "potenzia" il sistema SIM esistente esplorando a fondo le caratteristiche potenziali della tecnologia SIM e degli strumenti commerciali, e scopre le caratteristiche intrinseche di rilevamento della polarizzazione del sistema SIM esistente, che nemmeno i suoi inventori avevano notato, in modo che il sistema esistente possa realizzare la funzione di SIM polarizzato senza alcuna modifica. Ciò consente a molti laboratori di scienze biologiche dotati di sistemi SIM di analizzare direttamente la SIM polarizzata, il che farà progredire notevolmente la ricerca sull'imaging a super-risoluzione polarizzata.
Fig. 1. Visualizzazione dell'orientamento di brevi filamenti di actina. a. Immagine dinamica del movimento guidato dalla miosina di un filamento di actina marcato con falloidina. Il riquadro bianco contiene la traiettoria di un breve filamento di actina. b. Vista ingrandita della regione evidenziata dal riquadro giallo in a. Gli orientamenti dei dipoli dei filamenti di actina cambiano durante il movimento. c. Orientamento e posizione in time-lapse dell'actina frammentata in b. d. Immagine 2D-pSIM dei filamenti di actina nei neuroni ippocampali, che distingue chiaramente tra i lunghi filamenti di actina continui nel dendrite e la regione di struttura ad anello di actina discreta nell'assone. e. Un'altra illustrazione della struttura ad anello di actina nell'assone. f, g. Viste ingrandite delle regioni evidenziate dal riquadro in d, che confrontano i risultati dell'imaging PM e pSIM. h. Profilo di intensità della linea indicata in e, la cui trasformata di Fourier (i) mostra una periodicità di 184 nm, coerente con i risultati precedentemente riportati. j, k La struttura ad anello di actina è fondamentale per lo scheletro periodico associato alla membrana (MPS) nei neuroni. Il modello precedente presupponeva un'organizzazione testa a testa per i filamenti di actina con cappuccio di adducina. Tuttavia, pSIM rivela che l'orientamento dei brevi filamenti di actina è parallelo al fusto dell'assone, supportando un'organizzazione fianco a fianco per le strutture ad anello di actina. Barre di scala: a 2 μm e d–g 1 μm
Analisi della tecnologia di imaging
Il sistema ottico di imaging a super-risoluzione QSIM è un tipico sistema di imaging per condizioni di scarsa illuminazione. Il TUCSENDhyana 400BSILa telecamera ha un'efficienza quantica di picco del 95% e un rumore di lettura di soli 1,2e-, che può aiutare il sistema in condizioni di scarsa illuminazione a ottenere immagini con un elevato rapporto segnale/rumore. Il pixel da 6,5 μm è adatto per un obiettivo ad alta potenza 60x. Ciò consente di sfruttare appieno i vantaggi della risoluzione dell'obiettivo e aiuta il sistema a ottenere immagini ad alta risoluzione con dettagli nitidi.
Fonte di riferimento
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. Imaging a super-risoluzione di dipoli fluorescenti tramite microscopia a illuminazione strutturata polarizzata. Nat Commun. 2019 16 ottobre;10(1):4694. doi: 10.1038/s41467-019-12681-w. PMID: 31619676; PMCID: PMC6795901.
