新的显微镜技术显示细胞的3 d超微结构的新细节
在一个细胞,有触手的囊泡航天飞机货物进行排序。邻近神经元彼此坚持通过一个web界面。在细胞核DNA将干细胞分化成神经元。和一个新的显微镜技术显示,在精致的细节。
技术,称为cryo-SR / EM,将图像捕获从电子显微镜和超分辨率光学显微镜,导致清晰、详细的视图内的细胞——在3 d。
多年来,科学家们已经探索微观世界细胞内,开发新的工具来查看这些生活的基本单位。但每个工具有一个权衡。光学显微镜使它简单的识别特定的细胞结构通过容易看到荧光标记分子。随着超分辨率的发展(SR)荧光显微镜,这些结构可以更清晰。但是荧光可以揭示只有少数的超过10000种蛋白质细胞在给定的时间,很难理解这些数与一切。电子显微镜(EM),另一方面,揭示了高分辨率照片上所有的细胞结构,但仅靠他们描述一个特性从所有其他细胞内是很困难的,因为空间太拥挤。
结合两种技术为科学家们提供了一个清晰的特定的细胞特性与周围环境,哈拉尔德赫斯说,霍华德·休斯医学研究所的资深组长Janelia研究校园。“这是一个非常强大的方法。”
Janelia研究科学家大卫·霍夫曼和资深科学家Gleb Shtengel牵头项目赫斯的领导下和Janelia高级研究员埃里克·Betzig伯克利加州大学的霍华德·休斯医学研究所的研究员。
首先,科学家们在高压冷冻细胞。迅速停止细胞的活动,防止冰晶的形成,可以破坏细胞和破坏结构成像。接下来,研究人员将样品放在冷冻室内,他们在3 d成像超分辨率荧光显微镜在温度低于绝对零度以上十度。他们移除,嵌入在树脂,在一个强大的电子显微镜拍摄由赫斯实验室。这个范围发射一束离子在细胞的表面磨掉一点点,而每个新暴露的层的拍照。一个计算机程序然后缝合在一起成一个三维图像重建。
最后,研究人员覆盖显微镜三维图像数据。结果:惊人的图像,揭示了细胞的内部细节清晰。
下面几个例子的图像说明科学家们如何使用这项技术。“已经有很多利益,”赫斯说。“有很多更多的实验,整个世界的细胞研究。”
参考
霍夫曼等。(2020)相关的三维超分辨率和block-face整个玻璃冷冻电子显微镜细胞。科学。DOI: https://doi.org/10.1126/science.aaz5357
本文从以下转载材料。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。
