网站地图 联系我们 │ │ │ |
2019年葡京另版赌侠诗句 所况简介 机构设置 科研队伍 院地合作 党群园地 国际交流 博士后 研究生教育 信息公开
科研进展
成果报道
最新重要论文(影响因子PNAS及以上)
发表论文数据库
所级学术报告
科学成果
专题
所史丛书
所庆专辑
建所50周年画册
现在位置:2019年葡京另版赌侠诗句 > 科研进展 > 成果报道
Nature Methods:徐涛院士组与科学研究平台研发团队实现分子尺度分辨率光学成像
2019-09-09 | 【     】【打印】【关闭

  Seeing is believing,光学显微镜自1590年由荷兰詹森父子创制伊始,即成为生命科学最重要的研究工具之一。进入21世纪,借助荧光分子,科学家将光学显微镜的分辨率提高了一个数量级,由约一半光波波长(250 nm)拓展至几十纳米,并兴起了超高分辨荧光成像技术,用于“看到”精细的亚细胞结构和生物大分子定位,相关工作荣膺2014年诺贝尔化学奖。

  9月9日,Nature Methods杂志在线发表了2019年葡京另版赌侠诗句徐涛院士研究组与科学研究平台纪伟正高级工程师研发团队合作研究论文,题为“Molecular resolution imaging by repetitive optical selective exposure”,为超高分辨光学显微镜家族再添新成员,使显微镜分辨率进一步被突破。该工作提出了一种基于激光干涉条纹定位成像的新技术,并据此研制出新型单分子干涉定位显微镜(Repetitive Optical Selective Exposure, ROSE),将荧光显微镜分辨率提升至3 nm以内的分子尺度,单分子定位精度接近1 nm,可以分辨点距为5 nm的DNA origami(DNA 折纸)结构。

2019年葡京另版赌侠诗句  图1 左侧,传统质心拟合定位方法,右侧,ROSE干涉定位方法

  所谓干涉定位,是指采用不同方向和相位的激光干涉条纹激发荧光分子,荧光分子的发光强度与其所处条纹的相位有关,该技术即是通过荧光分子强度与干涉条纹的相位关系,来确定荧光分子的精确位置。为降低单分子发光时的闪烁和漂白对亮度和定位精度产生的不良影响,研发团队对显微镜光路进行了创造性地设计,分别为:基于电光调制器的干涉条纹快速切换激发光路,基于谐振振镜扫描的6组共轭成像光路,两种光路的同步实现了高达8 kHz的分时成像,确保在相机的单次曝光时间里把每个单分子发光状态均匀分配给6个干涉条纹,有效避免了荧光分子发光能力波动对定位精度的干扰。

2019年葡京另版赌侠诗句  研发团队利用该技术对不同荧光位点间距的DNA origami阵列进行验证测试,证明干涉成像分辨率达到了3 nm的分子水平,可以解析5 nm的DNA origami阵列。后续的功能性实验结果显示,该技术在免疫标记的微管、CCP(clathrin coated pits,网格蛋白有被小窝)以及较致密的细胞骨架成像时展现出良好性能,该技术将为进一步解析精细亚细胞的组分和生物大分子的纳米结构提供有力工具。

  图2左侧,不同荧光位点间距的DNA origami成像,ROSE技术与传统的质心拟合方法进行对比验证。右侧,鬼笔环肽标记的微丝成像,ROSE技术与传统的质心拟合方法进行对比验证。

2019年葡京另版赌侠诗句  徐涛院士领衔的仪器研发团队近年来致力于显微成像仪器设备和技术方法的研究和开发,先后研制出偏振单分子干涉成像、冷冻单分子定位成像以及超分辨光电融合成像系统,开发了新的超分辨显微成像算法、探针和技术,申请有多项发明专利,上述成果被广泛应用于细胞生物学相关研究,支撑团队与合作者在该领域取得了系统性成果产出。纪伟正高级工程师所在的生命科学仪器研发中心是根据研究所发展新技术新方法的迫切需求而设立,隶属于科学研究平台,在提供技术服务的同时,聚焦生物显微成像仪器设备的研发与应用推广。

  徐涛院士和纪伟正高级工程师为该文章的共同通讯作者,谷陆生、李媛媛、张淑文为共同第一作者。李栋研究员、薛艳红、李尉兴参与了本课题。

  该工作受到中国科学院科研仪器设备研制项目、国家重点研发计划、国家自然科学基金以及北京市科技计划等项目的资助。

2019年葡京另版赌侠诗句  文章链接:  

  (供稿:徐涛组,科学研究平台生命科学仪器研制与服务中心)

·纳米酶催化肿瘤光声成像
·“十三五”国家重大科技基础设施项目“多模态跨尺度生物医学成像设施”顺利启动
·李栋课题组开发新型超分辨成像技术揭示细胞器互作新现象
·生物物理研究所科普专家赴河南省濮阳县一中开展科普教育活动
·SWI成像方法及应用学术报告会
·美国加州大学圣迭戈分校国家显微成像中心Mark H. Ellisman教授来访生物物理所并做贝时璋讲座
·李栋课题组研究成果“创建出可探测细胞内结构相互作用的纳米和毫秒尺度成像技术”荣获2018年度中国科学十大进展
·黄韶辉研究组与北京大学合作在高效纳米药物领域取得进展
·法国巴黎高等师范学院Strick教授来访生物物理所并做“贝时璋报告”
·柯莎课题组在淀粉样纤维化的动力学机制研究方面取得重要进展
·美国国家科学院院士谢晓亮来访生物物理所并做“贝时璋讲座”报告
·王艳丽课题组在Agos蛋白指导导向DNA链切割靶标DNA链的机制研究上取得进展
·朱冰课题组揭示卵子独特表观遗传状态的建立机制及其对生育能力的影响
·生物物理所研究人员揭示转录因子STAT6特异识别N4位点DNA的分子机制
·生物物理所研究人员在《PNAS》上发表文章揭示转录因子STAT6特异识别N4位点DNA的分子机制
·哈佛大学医学院张毅教授来访生物物理所并作贝时璋报告
·王艳丽组揭示噬菌体防御CRISPR-SpyCas9的分子机制
·首都医科大学尚永丰教授来访生物物理所并做“贝时璋讲座”报告
·朱冰课题组发现维持DNA甲基化基因沉默的新机制
·许瑞明课题组揭示组蛋白乙酰转移酶活性调节的新机制
·生物物理所合作团队解析III-A型CRISPR-Cas效应复合物原子分辨率电镜结构
·李国红课题组和物理所合作利用单分子技术揭示FACT对核小体结构调控的分子机制
·热烈祝贺我所阎锡蕴院士、刘光慧研究员荣获“谈家桢生命科学奖”
·章新政课题组发展新算法突破冷冻电镜单颗粒重构的埃瓦尔德球极限
·植物的光适应与捕光调节机制:光合作用状态转换复合体结构
·生物物理所团队揭示绿藻光系统I高效捕获及传递光能的分子机制
·孙飞课题组与杭州师范大学研究人员合作解析嗜热光合绿丝菌光合核心复合体的空间结构
·杜克大学Daniel Kiehart教授访问生物物理所并做“贝时璋报告”
·冯巍课题组揭示驱动蛋白kinesin-3自抑制的分子机制
          
版权所有:2019年葡京另版赌侠诗句     京ICP备05002792号 京公网安备 110402500011 号
地址:北京市朝阳区大屯路15号(100101) 电话:010-64889872
意见反馈联系人:侯文茹 电子邮件:houwenru@ibp.ac.cn