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超分辨率显微镜显示细胞内部扭曲

2020-06-23 17:24:31 网络

如果您想了解细胞运动和分裂的潜在机制,那么中心细胞就是您感兴趣的细胞器。每个细胞都有一对中心粒,有助于在细胞分裂过程中分离染色体。这些特殊的细胞器是由数百种蛋白质组成的多分子机器,具有隐藏的翻译后修饰(PTM)编码,有助于其刚性或柔韧性,进而有助于解释中心粒的功能。

根据以前使用电子显微镜进行的研究,已知中心粒的基本结构。但是PTM在电子显微镜下是看不见的,那么它们是什么样的呢?

由于EPFL生物物理学家开发了改进的超分辨率荧光显微镜技术,我们现在可以获得这些纳米级结构的详细图片,包括分离的和原位的。正如预期的那样,中心粒的形状像是脊状的子弹,即它们是圆柱形的,具有9个纵向脊,其直径在一端逐渐减小。鉴于这种高度的组织性,科学家惊讶地发现一个PTM实际上在这些山脊周围扭曲。结果发表在《自然方法》上。

“多分子机器的对称性经常解释它们如何执行多种功能。PTM可以形成一个特殊的代码,告诉蛋白质在何处停靠,但在分裂过程中拉动力时也可以稳定中心。我们仍然不知道为什么存在着这种扭曲,但它提供了中心粒如何工作的线索。我们的研究强调,超分辨率显微镜是用于结构生物学的电子显微镜的重要合作伙伴,”实验生物物理学实验室(LEB)的生物物理学家Suliana Manley说。

改进的超分辨率成像技术

质心比哺乳动物细胞小约100倍,比人的头发小一千倍。因此,在活细胞内观察它们需要改进超分辨率显微镜技术,该技术使用光探测标本,因为这些方法对于结构研究而言往往太慢。LEB的博士生Dora Mahecic改进了照明设计,以通过在整个视场中更均匀地传输光来增加显微镜可以捕获的图像尺寸。

显微镜是一种超高分辨率的荧光显微镜,根本不是入门生物学课中会看到的典型光学显微镜。实际上,这是一个复杂的设置,需要仔细对齐的反射镜和透镜将激光成形并传递到样本中。生物物理学家将此设置与先进的样品制备相结合,后者利用样品和荧光团的物理放大倍率来制造蛋白质(生命的基本要素)重新发光。

这项新的超高分辨率技术可用于研究细胞内的许多其他结构,例如线粒体,或研究其他多分子机器,例如病毒。

发布:xiuyue

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