固定細胞および生細胞における標的タンパク質の超解像度イメージングは,光活性化有機フッ素光体を用いて行われます
Hsiao-lu D Lee1, Samuel J Lord, Shigeki Iwanaga
1Department of Chemistry, Stanford University, Stanford, California 94305, USA.
Journal of the American Chemical Society
|October 13, 2010
まとめ
研究者らは,超解像度顕微鏡のための新しい光活性化フッ素素を開発した. これらの明るい有機フッ素光は,特定の細胞標的に結合すると,生体細胞および固定細胞における高度な単分子イメージングを可能にします.
科学分野:
- バイオフィジックス 生物物理学
- 細胞生物学 細胞生物学
- 有機化学 オーガニック・ケミストリー
背景:
- 超高解像度イメージングには,光活性化または光スイッチ可能なフッ素光体が必要です.
- オーガニック・フッ素光子は,超解像度顕微鏡における光子放出において,光タンパク質に比べて優位性を有しています.
- 有機フッ素素を特定の細胞タンパク質に標的化することは,効果的なイメージングに不可欠です.
研究 の 目的:
- 超高解像度イメージングのために新しい光活性化フッ素を設計し,適用する.
- HaloTag技術を使用して,特定の細胞タンパク質に有機フッ素素を標的とするシステムを作成する.
主な方法:
- アジド DCDHF (光活性化プッシュプルフローロゲン) の設計と合成.
- タンパク質ターゲティングのためにフッ素素をHaloTagに結合する.
- このシステムの適用は,超高解像度イメージングのために,生きている細菌と固定哺乳類の細胞に用いられる.
主要な成果:
- HaloTagベースのターゲット固有のアジド DCDHF の開発に成功しました.
- 単一分子超高解像度画像に適した明るい光ラベルの実証.
- 生きた細菌と固定哺乳類の細胞環境の両方で技術の検証.
結論:
- HaloTagベースのアジドDCDHFは,標的型超高解像度顕微鏡のための汎用的なツールを提供します.
- 開発されたフルオロゲンは,高度な細胞画像処理のための明るい,光活性化されたラベルを提供します.
- このアプローチにより,さまざまな細胞タイプの特定のタンパク質の高解像度画像作成が容易になります.
関連する概念動画
01:37Super-resolution Fluorescence Microscopy
Super-resolution fluorescence microscopy (SRFM) provides a better resolution than conventional fluorescence microscopy by reducing the point spread function (PSF). PSF is the light intensity distribution from a point that causes it to appear blurred. Due to PSF, each fluorescing point appears bigger than its actual size, and it is the PSF interference of nearby fluorophores that causes the blurred image. Various approaches to achieving higher resolution through SRFM have recently been developed.
01:19Protein Dynamics in Living Cells
Different fluorescence-based techniques are used to study the protein dynamics in living cells. These techniques include FRAP, FRET, and PET.
Fluorescent recovery after photobleaching (FRAP) is a fluorescent-protein-based detection technique used to quantify protein movement rates within the cell. This method exposes a small portion of the cell to an intense laser beam. The laser beam causes permanent photobleaching of the fluorophore-tagged proteins in the exposed region. As the bleached...
Fluorescent recovery after photobleaching (FRAP) is a fluorescent-protein-based detection technique used to quantify protein movement rates within the cell. This method exposes a small portion of the cell to an intense laser beam. The laser beam causes permanent photobleaching of the fluorophore-tagged proteins in the exposed region. As the bleached...
01:05Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy
Total internal reflection fluorescence microscopy or TIRF is an advanced microscopic technique used to visualize fluorophores in samples close to a solid surface with a higher refractive index, such as a glass coverslip. TIRF only allows fluorophores in proximity to the solid surface to be excited. When light from a medium with a lower refractive index (such as air) hits the glass coverslip at a critical angle, the light undergoes total internal reflection stead of passing through the glass.