莫非最前沿 | Nature: Look into the Cells 細胞原位三維成像技術(shù)
01
看到近原生狀態(tài)下細胞內(nèi)超微結(jié)構(gòu)
冷凍電子斷層成像(Cryo-Electron Tomography Cryo-ET)是一種可以滿足這種需求的新興技術(shù),它能幫助我們?nèi)ビ^察蛋白質(zhì)之間的關(guān)系,以及與其他細胞成分的相互作用,為細胞生物學(xué)帶來了巨大的希望。
冷凍電子斷層成像可對蛋白質(zhì)在具有功能性的細胞環(huán)境中進行可視化,架起了對蛋白質(zhì)進行結(jié)構(gòu)解析的單顆粒冷凍電鏡和超分辨熒光顯微鏡之間的橋梁。Cryo-ET技術(shù)結(jié)合了最佳的結(jié)構(gòu)保存和納米級分辨率成像。該方法可獲取細胞內(nèi)部的3D快照,并在擁擠的生理環(huán)境中對蛋白質(zhì)復(fù)合物與亞細胞器等結(jié)構(gòu)進行納米級可視化。這種由細胞內(nèi)部獲得的高分辨率3D圖像可以對蛋白質(zhì)等大分子結(jié)構(gòu)及在細胞內(nèi)的功能行使提供新的見解。另外,該技術(shù)還可將光學(xué)顯微鏡和原子分辨率結(jié)構(gòu)解析技術(shù)(如單顆粒冷凍電鏡)連接起來,實現(xiàn)生命科學(xué)的跨尺度研究。
02
生物電鏡樣品的大體積高分辨率三維成像技術(shù)方案
生物樣品的切片取樣在不同位置和不同方向,經(jīng)常會獲得微觀形貌差異巨大的電鏡圖像,研究人員也可能會因此解讀出截然不同的結(jié)論,所以對較大尺度的生物樣品進行立體觀察是至關(guān)重要的。同時,相對二維平面圖像,三維成像能夠提供更多信息,比如神經(jīng)元的空間連接方式和細胞器之間的相互作用等。
基于電鏡的大體積樣品高分辨率三維成像技術(shù)有效促進了神經(jīng)生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等學(xué)科的發(fā)展,越來越受到科學(xué)家們的青睞。2023年1月23日,《Nature》雜志發(fā)表了題為“Seven technologies to watch in 2023”的文章【1】,體電子顯微技術(shù)(Volume electron microscopy)位列其中。
參考
【1】Eisenstein M. Seven technologies to watch in 2023[J]. Nature, 2023, 613(7945): 794-797.