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创新先锋 | 蔡司Lattice Lightsheet 7带您深度探索生命的动态细节

国际金属加工网 2022年04月20日

诺贝尔奖获得者Eric Betzig教授说,“了解一个比赛的规则需要看到球员的运动”,而对于我们生命科学研究领域的科学家来说,了解一个生命体则往往离不开观察细胞的动态变化。然而活细胞成像在实际运用时面临着各种挑战

• 活细胞是快速运动的个体,需要足够高的拍摄速度才能被牢牢捕获

• 细胞的3D结构对成像技术的空间分辨率也提出了更高的要求

• 作为一个弱小的基本生命体,活细胞对光的敏感性也成为了一大限制

蔡司Lattice Lightsheet 7点击查看)以创新型晶格层光技术(Lattice light sheet),为活细胞成像提供亚细胞分辨率的长时间容积成像,真正对活细胞实现无损、高清、实时多维度成像。

亚细胞动态追踪

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▲人诱导多能干细胞,mEGFP标记的Lamin B1 (AICS-0013),样品由Allen Institute for Cell Science提供。

Lamin B1位于核膜上,在有丝分裂过程中参与核膜的分解和重组。许多文章都报道了有丝分裂过程中“核内陷”的形成,核内陷可以表现为从核膜延伸并穿过细胞核的管状结构,但迄今为止,大多数研究都是在固定细胞中进行的。因此,尽管已经提出了很多假说,这些结构的功能在很大程度上还是未知的。

现在用Lattice Lightsheet 7可以清楚地观察到核内陷的形成和动力学。整个实验记录了近8小时,每1.5分钟成像一个体积。在整个持续时间都可以清晰地观察到有丝分裂的细胞中核内陷的形成和动态情况。

有丝分裂是一个对光十分敏感的过程,要在更长的时间内对有丝分裂进行成像,低损伤的照明至关重要。Lattice Lightsheet 7 温和稳定的系统,快速的容积成像与各向均一的分辨率相结合,可以从各个角度观察样品,检测独特的亚细胞结构的每一个细节。

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▲T 细胞表达Lifeact-GFP,左边彩色编码深度投影,右边※大强度投影。样品由英国牛津大学M. Fritzsche 提供。

众所周知,T细胞可以在血液、组织和淋巴系统中高速穿行,这种运动依赖于高度动态的细胞骨架——肌动蛋白褶皱。要了解T细胞的功能,关键是能够在不干扰细胞的情况下实时观察其运动,因为一旦受到光的影响,T细胞肌动蛋白皱褶就不会再形成,因此温和快速的成像是关键。

视频中用Lattice Lightsheet 7对T细胞连续成像超过1 小时,每2.5 秒一个体积,在整个时间序列中都可以观察到肌动蛋白褶皱的存在。

小型模式生物生命发育

▲斑马鱼胚胎,追踪mRNA分子(绿色)的高速4D成像,细胞核显示为洋红色,样品由瑞士洛桑联邦理工大学的A. Oates 教授提供。

斑马鱼在研究中经常被用作模式生物。在这个案例中,观察到斑马鱼胚胎中单个mRNA分子的三维运动轨迹。单分子成像所需的灵敏度,结合三维追踪所需的体积速度,只能通过Lattice light sheet来实现。

▲线虫胚胎,细胞核染色。视频展示了胚胎的颜色编码深度投影。

线虫是在神经科学中经常使用的模型生物,对光十分敏感,Lattice Lightsheet 7对该线虫胚胎连续成像19个小时以上,每隔5分钟一个体积,记录到了其正常的睡眠-觉醒周期。

发育中的植物和植物种子

▲花粉粒,线粒体(MitoTracker Green,绿色)和溶酶体(LysotrackerRed,红色)染色(上)。线粒体在花粉管内的运动(下)。样品由澳大利亚悉尼UNSW 的R. Whan 提供。

Lattice Lightsheet 7对植物样品同样适用,观察花粉管内的线粒体动态信息,发现线粒体并未完全延申到花粉管的※顶端,而是在顶端前几微米处停止,并且呈现在花粉管边缘向先进移动,在中间向后移动的现象。

生命之美在于运动,蔡司Lattice Lightsheet 7深度探索生命的动态细节,捕捉每一个微观世界的美好瞬间。

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原文链接

(郑楠 蔡司显微镜)

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