현재 이미징 프로세스에서 형광 입자를 대신 빛을 산란시키는 입자로 대체함으로써 연구자들은 살아있는 세포 내부의 완전히 새로운 수준의 눈부신 세부 사항을 밝혀냈습니다.
이 혁신적인 수정은 과학자들이 훨씬 더 오랜 기간 동안 분자 행동을 직접 관찰할 수 있게 하여 세포 분열과 같은 중추적인 생물학적 과정에 대한 창을 열어줍니다.
“살아있는 세포는 단백질이 여기저기 밀집된 곳입니다.” 설명하다 미시간 대학교 생물 의학 엔지니어 Guangjie Cui. “우리의 우수한 솔루션은 이러한 역동적인 활동을 지켜보는 데 매우 매력적입니다.”
Super Resolution은 매우 작은 생물학적 구조를 관찰하는 프로세스입니다. 그것은 표적 조직의 특정 영역을 강조하는 형광 입자 그룹에서 찍은 일련의 샷을 사용하여 회절광의 홍수로 인한 둔화 효과를 제거합니다.
개발에 참여한 연구원들은 2014년 노벨상. 그 과정이 획기적이었던 만큼 형광 입자가 흡수되었다가 뱉어내는 능력도 획기적이었습니다. 원하는 빛의 파장 더 긴 기간 작업 할당을 제외하고 수십 초 이내에 마모됩니다.
그래서 Cui와 그의 동료들은 빛에 반복적으로 노출되어도 중단되지 않는 과정인 무작위로 분포된 금 나노막대에서 빛의 산란을 감지하는 시스템을 개발했습니다. 골드 마커가 대상 구조보다 크지만 막대의 다중 각도 하위 집합을 이미징하고 이미지를 결합하면 동일한 매우 상세한 해상도를 제공합니다.
결과 시스템은 단 100개 원자의 분해능으로 250시간 동안 연속 관찰이 가능합니다.
Cui와 동료들은 새로운 PINE 나노스코프를 사용하여 세포 분열의 전체 과정을 조사하여 이전에는 볼 수 없었던 행동을 드러냈습니다. 액틴 입자개별 분자 수준까지.
세포의 주성분인 액틴 세포골격세포에 구조적 지원을 제공하고 세포 내에서 움직임을 촉진합니다. 따라서 분지 필라멘트 형태의 이러한 분자는 세포를 두 개의 딸 세포로 분리하기 전에 세포를 분할하는 데 큰 역할을 합니다.
이 세포의 각 사본은 단백질에서 DNA에 이르기까지 동일한 내부를 물려받지만 정확히 어떻게 이런 일이 일어나는지는 광학 기술의 한계로 인해 오랫동안 미스터리였습니다.
세포 분열 과정에서 904개의 액틴 필라멘트를 관찰함으로써 Cui와 그의 팀은 개별 분자가 서로 어떻게 행동하는지 볼 수 있었습니다. 그들은 액틴 분자가 덜 결합되어 있을 때 더 많은 결합을 찾아 팽창한다는 것을 발견했습니다. 각 액틴이 이웃에 도달하면 다른 액틴 분자에 접근하여 네트워크가 확장됩니다.
연구원들은 이러한 소규모 움직임이 대규모 세포 디스플레이에서 어떻게 변환되는지 확인했습니다. 예상외로, 일반적으로 액틴이 세포를 팽창시키면 세포는 실제로 수축하지만 액틴이 수축하면 팽창합니다. 이것은 역설적으로 보이기 때문에 연구원들은 이 반대 운동이 어떻게 발생하는지 탐구하고자 합니다.
“우리는 우리의 방법을 사용하여 다른 분자 빌딩 블록이 조직과 기관에서 어떻게 구성되는지 연구할 계획입니다. 서적 대화를 위해.
“우리의 기술은 연구자들이 조직과 기관의 분자 결함이 질병으로 진행되는 방식을 시각화하여 더 잘 이해할 수 있도록 도울 수 있습니다.”
이 연구는 네이처 커뮤니케이션즈.
“경순은 통찰력 있고 사악한 사상가로, 다양한 음악 장르에 깊은 지식을 가지고 있습니다. 힙스터 문화와 자연스럽게 어우러지는 그의 스타일은 독특합니다. 그는 베이컨을 좋아하며, 인터넷 세계에서도 활발한 활동을 보여줍니다. 그의 내성적인 성격은 그의 글에서도 잘 드러납니다.”