生物通报道:最近美国科学家研制出一种能够在分子水平上观察细胞中蛋白的新型光镜。
这种新型光镜功能强大,研究人员能够深入观察到细胞内部关键成分的基本组织结构。由霍华德医学院、美国国立健康研究中心和佛罗里达大学(FSU)美国国家强磁场实验室研究人员共同研制的这种新型光镜对于细胞生物学的基础研究来说是项重大突破。磁体实验室光学显微镜小组领导人、FSU研究人员Davidson说:“随着技术进步,这种新光镜将是从分子水平解开细胞内部动力学秘密的钥匙。”
这种显微镜及其技术相关资料刊登于8月10日网络版Science Express。新光镜设计灵感及相关新方法为光敏定位显微术(photoactivated localization microscopy,PALM,生物通编者译)由霍华德医学院物理学家Eric Betzig和Harald Hess设计,由戴维森实验室(Davidson's lab)研究人员改制为生物学工具,并测量了其分辨率。
Hess 说:“研究人员可以通过微弱的紫外光任意控制生物学领域中新出现的荧光蛋白(fluorescent proteins)的开关。” Hess和Betzig 从Davidson那里了解到荧光蛋白。Davidson一直认为:这些“发光区”(optical highlighters)也许是Betzig 和Hess试验的优选工具。Davidson研究小组通过遗传学手段制造这些发光区,然后将“发光区”与天然蛋白融合,以实现对其目的蛋白的标记。
PALM具体工作步骤为:使用光敏探针(photoactivatable probe)标记目的蛋白,然后将融合蛋白暴露于微量紫光(原文为violet light)。violet light激发少量蛋白分子发射荧光,显微镜捕获这些荧光图像直至荧光消失。重复大约10,000次这种过程,每次重复中捕获同一分子不同亚基的具体位置图像。当最终的图像完成以后,其分辩率能够达到先前使用电镜达到的效果。然而使用电镜时,对比度是不能调整的,但是研究人员可以利用PALM,控制特异蛋白的对比度。Lippincott-Schwartz认为PALM和电镜联合使用将会更加有效。
“PALM的发展优势在于,研究人员能够方便地将其与电镜联合使用,观察细胞中非蛋白的微小结构的详细图像。通过将PALM显示的蛋白局部图像与电镜显示的同一个样本的整个细胞结构的图像联系起来,研究人员可以在分子水平上了解细胞结构中单个分子的分布机制。”(生物通记者 子元)