22.03.03Abstrakcyjny
Aby zbadać lokalizację i orientację białek w strukturach subkomórkowych, Peng Xi i jego współpracownicy opracowali mikroskopię światła strukturalnego w spolaryzowanym świetle (pSIM). Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Nature Communications.
Niniejsza praca „wzmacnia” istniejący system SIM poprzez dogłębną analizę potencjalnych właściwości technologii SIM i instrumentów komercyjnych, a także odkrywa inherentne właściwości detekcji polaryzacji istniejącego systemu SIM, których nie zauważyli nawet jego wynalazcy, dzięki czemu istniejący system może realizować funkcję polaryzacyjnego SIM bez żadnych modyfikacji. Umożliwia to wielu laboratoriom nauk przyrodniczych z systemami SIM bezpośrednią analizę polaryzacyjnego SIM, co znacznie przyspieszy badania nad obrazowaniem polaryzacji w superrozdzielczości.
Rys. 1. Obrazowanie orientacji krótkich filamentów aktynowych. a. Dynamiczne obrazowanie ruchu filamentu aktynowego znakowanego falloidyną, napędzanego miozyną. Białe pole zawiera trajektorię krótkiego filamentu aktynowego. b. Powiększony widok obszaru w żółtym polu na rysunku a. Orientacje dipolowe filamentów aktynowych zmieniają się w miarę ich ruchu. c. Orientacja i położenie pofragmentowanej aktyny w ujęciu poklatkowym na rysunku b. d. Obrazowanie 2D-pSIM filamentów aktynowych w neuronach hipokampa, które wyraźnie rozróżnia ciągłe długie filamenty aktynowe w dendrycie i obszar dyskretnej struktury pierścienia aktynowego w aksonie. e. Inna ilustracja struktury pierścienia aktynowego w aksonie. f, g. Powiększone widoki obszarów w ramkach na rysunku d, które porównują wyniki obrazowania PM i pSIM. h. Profil intensywności linii wskazanej na rysunku e, której transformata Fouriera (i) wykazuje okresowość 184 nm, co jest zgodne z wcześniej zgłoszonymi wynikami. j, k Struktura pierścienia aktynowego ma kluczowe znaczenie dla szkieletu okresowego związanego z błoną (MPS) w neuronach. Poprzedni model zakładał organizację typu end-to-end dla filamentów aktynowych pokrytych adducyną. Jednak pSIM ujawnia, że orientacja krótkich filamentów aktynowych jest równoległa do trzonu aksonu, co wspiera organizację struktur pierścienia aktynowego w układzie bocznym. Podziałka: a 2 μm i d–g 1 μm
Analiza technologii obrazowania
System optyczny QSIM o superrozdzielczości to typowy system obrazowania w warunkach słabego oświetlenia. TUCSENDhyana 400BSIKamera charakteryzuje się szczytową wydajnością kwantową na poziomie 95% i szumem odczytu na poziomie zaledwie 1,2e-, co pozwala systemowi pracującemu w warunkach słabego oświetlenia uzyskać obrazy o wysokim stosunku sygnału do szumu. Piksel o wielkości 6,5 μm jest odpowiedni dla obiektywu o dużym powiększeniu 60x. Pozwala to w pełni wykorzystać zalety rozdzielczości obiektywu i pomóc systemowi uzyskać obrazy o wysokiej rozdzielczości z wyraźnymi szczegółami.
Źródło odniesienia
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. Superrozdzielczość obrazowania dipoli fluorescencyjnych za pomocą mikroskopii z oświetleniem strukturalnym spolaryzowanym. Nat Commun. 2019 16 października;10(1):4694. doi: 10.1038/s41467-019-12681-w. PMID: 31619676; PMCID: PMC6795901.
