原子力显微镜成像纳米级神经元的动力学
马克斯•普朗克神经科学和佛罗里达理工学院的研究人员金泽大学(日本)已经成功地成像生物神经元的结构动力学与前所未有的空间分辨率
原子力显微镜(AFM)是一个主要的工具,用于成像,测量和操纵原子分辨率的材料——纳米的分数。AFM图像表面形貌结构的“接触”和“感觉”其表面通过扫描极细针(提示的直径大约是5纳米,大约1/100的光波长或头发1/10,000)表面上。这种技术被应用到图像与纳米固体材料分辨率,但它很难运用AFM柔软和大样本真核细胞和神经元不破坏样品。此外,与传统的AFM图像采集是太慢快速捕获细胞形态学变化。研究人员广泛地修改了AFM系统成像真核细胞和神经元与高空间和时间分辨率。这个新系统可以分析的细胞形态变化与空间分辨率~ 20 - 100倍比标准的光学显微镜。
活细胞成像结构动力学和神经元
虽然在过去的几十年进展追求优化原子力显微镜(AFM)对活细胞成像,仍有许多限制和技术问题需要解决在细胞生物学基本问题之前可以解决在活细胞。
Ryohei Yasuda博士和Mikihiro柴田。礼貌:佛罗里达马克斯普朗克研究所神经科学
3月出版科学报告Drs。Ryohei Yasuda和Mikihiro Shibata马克斯·普朗克佛罗里达与金泽大学神经科学研究所合作描述如何建立新的AFM系统优化live-cell成像。系统在许多方面不同于一个传统的AFM:它使用一个非常长而锋利的针连接到一个高度灵活的板。系统也优化了快速扫描捕捉动态的细胞活动。这些修改使得研究人员形象活细胞,如哺乳动物细胞系或成熟的海马神经元,没有任何细胞损伤的迹象。
“我们已经证明了我们的新AFM可以直接可视化纳米活细胞形态的变化”,Yasuda博士解释说,神经科学家和科学主任马克斯·普朗克佛罗里达神经科学研究所。
特别是,这项研究证明了能力跟踪结构动力学和细胞表面的重建,如形态发生丝状伪足,膜褶边,坑的形成或内吞作用,以应对环境的兴奋剂。博士Yasuda表示,成功的观察到的结构动力学目前住神经元突触的形态可视化的可能性在纳米分辨率实时在不久的将来。突触形态学变化以来构成突触可塑性和学习和记忆,这将为我们提供许多新见解机制如何神经元存储信息的形态,它如何改变突触强度和最终如何创造新的记忆。
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出版
m .柴田t . Uchihashi t .安藤,r . Yasuda。长梢高速原子力显微镜在纳米级在活细胞成像。科学报告,2015年3月4日出版。doi: 10.1038 / srep08724
