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      電子顯微鏡中基因表達的彩色成像 
      
			
      
				2019-07-01 09:53:41
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      Helmholtz Zentrum Muenchen的研究人員開發(fā)了一種用電子顯微鏡觀察細胞基因表達的方法。盡管電子顯微鏡目前提供了對細胞最詳細的觀察，但它無法區(qū)分哪些遺傳程序在單個細胞內運行?，F(xiàn)在，通過使用不同大小的基因編程納米球作為“多色”標記，新方法可以進一步研究，這甚至可以幫助研究記憶如何存儲在神經(jīng)元網(wǎng)絡中。
      

      電子顯微鏡中基因表達的彩色成像 
      

      細胞究竟發(fā)生了什么?這個問題讓科學家們忙碌了幾十年。為了標記小結構，科學家一直在使用熒光蛋白。該方法效果很好但由于光學顯微鏡的分辨率相對較差而具有缺點。雖然電子顯微鏡可以讓人仔細觀察，但Gil Gregor Westmeyer教授說，“到目前為止，這種技術的細胞多色遺傳標記幾乎沒有任何解決方案，因此可以直接將不同的細胞區(qū)分開來。” 他領導了HelmholtzZentrumMünchen的生物和醫(yī)學成像研究所(IBMI)的研究小組，并且是TUM醫(yī)學院的分子成像教授。
      

      納米隔室作為電子顯微鏡的多色標簽
      

      Westmeyer及其同事已經(jīng)使用所謂的膠囊蛋白一段時間了。這些是來自細菌的小的無毒蛋白質。Encapsulins自動組裝成納米隔室，其中化學反應可以在不干擾細胞代謝的情況下運行。根據(jù)實驗條件，通過遺傳編程在活細胞內形成具有不同直徑的納米小室。“類似于熒光顯微鏡中的顏色調色板，我們的方法將幾何形狀轉變?yōu)殡娮语@微鏡的標簽，”Westmeyer研究小組的Felix Sigmund補充道。
      

      為了在電子顯微鏡的圖像中獲得強烈對比，研究人員使用了酶鐵氧化酶，它可以封裝在膠囊蛋白的內部。如果鐵離子通過納米隔室的孔進入內腔，則二價鐵離子被酶氧化成它們的三價形式。這會產(chǎn)生殘留在里面的不溶性氧化鐵。金屬產(chǎn)生良好的對比，因為它們“吞噬”電子 - 與X射線圖像中的致密骨骼相當，后者強烈吸收X射線。包封素的這種特殊材料特性使它們在圖像中清晰可見。
      

      繼神經(jīng)元之后
      

      通過他們的新方法，研究人員現(xiàn)在還將研究神經(jīng)回路。盡管電子顯微鏡具有令人印象深刻的分辨率，但該方法無法可靠地區(qū)分大腦內某些類型的神經(jīng)元。“通過我們新的報告基因，我們可以標記特定的細胞，然后讀出哪種類型的神經(jīng)細胞可以建立哪種連接以及細胞處于哪種狀態(tài)，”Westmeyer補充道。
      

      因此，這種新的報告技術也可以幫助揭示大腦的確切接線圖，并更深入地研究記憶在神經(jīng)元網(wǎng)絡中的存儲方式。
      
			

			
        
      
			
      
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