Imagem pSIM – Imagem de super-resolução de dipolos fluorescentes por meio de microscopia de iluminação estruturada polarizada.

tempo03/03/2022

Resumo

Para estudar a localização e a orientação de proteínas em estruturas subcelulares, Peng Xi e seus colegas desenvolveram a microscopia de luz estruturada polarizada (pSIM). O estudo foi publicado na revista Nature Communications.

Este trabalho "aprimora" o sistema SIM existente, explorando profundamente as características potenciais da tecnologia SIM e de instrumentos comerciais, e revela as características inerentes de detecção de polarização do sistema SIM existente, que nem mesmo seus inventores haviam percebido. Dessa forma, o sistema atual pode realizar a função de SIM de polarização sem qualquer modificação. Isso possibilita que muitos laboratórios de ciências biológicas com sistemas SIM analisem diretamente a SIM de polarização, o que impulsionará significativamente a pesquisa em imagens de super-resolução de polarização.

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Fig. 1. Imagem da orientação de filamentos curtos de actina. a) Imagem dinâmica do movimento de um filamento de actina marcado com faloidina, impulsionado pela miosina. A caixa branca contém a trajetória de um filamento curto de actina. b) Vista ampliada da região delimitada pela caixa amarela em a. As orientações dos dipolos dos filamentos de actina mudam à medida que se movem. c) Sequência de imagens em time-lapse da orientação e posição da actina fragmentada em b. d) Imagem 2D-pSIM dos filamentos de actina em neurônios do hipocampo, que distingue claramente entre os longos filamentos contínuos de actina no dendrito e a região da estrutura discreta em anel de actina no axônio. e) Outra ilustração da estrutura em anel de actina no axônio. f, g) Vistas ampliadas das regiões delimitadas em d, que comparam os resultados das imagens PM e pSIM. h) O perfil de intensidade da linha indicada em e, cuja transformada de Fourier (i) mostra uma periodicidade de 184 nm, consistente com resultados relatados anteriormente. j, k A estrutura do anel de actina é crucial para o esqueleto periódico associado à membrana (MPS) em neurônios. O modelo anterior pressupõe uma organização ponta a ponta para os filamentos de actina com extremidades de aducina. No entanto, a pSIM revela que a orientação dos filamentos curtos de actina é paralela ao eixo do axônio, corroborando uma organização lado a lado para as estruturas do anel de actina. Barras de escala: a 2 μm e d–g 1 μm.

Análise da tecnologia de imagem

O sistema óptico de imagem de super-resolução QSIM é um sistema típico de imagem para condições de baixa luminosidade. O TUCSENDhyana 400BSIA câmera possui uma eficiência quântica máxima de 95% e um ruído de leitura tão baixo quanto 1,2e-, o que permite que o sistema obtenha imagens com alta relação sinal-ruído em condições de baixa luminosidade. O pixel de 6,5 μm é adequado para lentes objetivas de alta potência de 60x. Isso permite aproveitar ao máximo as vantagens da resolução da lente e auxiliar o sistema a obter imagens de alta resolução com detalhes nítidos.

Fonte de referência

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. Imagem de super-resolução de dipolos fluorescentes via microscopia de iluminação estruturada polarizada. Nat Commun. 2019 Oct 16;10(1):4694. doi: 10.1038/s41467-019-12681-w. PMID: 31619676; PMCID: PMC6795901.

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