超分辨率显微镜技术的比较,用于成像紧密包装的微殖民地,一个有义务的细胞内细菌

科学领域:

• 微生物学 微生物学
• 细胞生物学 细胞生物学
• 显微镜的使用方法

背景情况:

• 像Orientia tsutsugamushi (Ot) 这样的有义务细胞内细菌的成像是具有挑战性的,因为细胞大小小小,聚类和宿主细胞干扰.
• 局限性包括标签上的困难,缺乏验证的试剂,以及对这些细菌的有限遗传操纵工具.

研究的目的:

• 为了比较五种超高分辨率光显微镜技术,用于成像细胞内Orientia tsutsugamushi (Ot).
• 评估每个技术在横向 (xy) 和轴向 (z) 维度中的分辨率能力.
• 评估将先进显微镜与深度学习相结合的实用性,以分析宿主细胞内的细菌形态.

主要方法:

• 使用了五种光显微镜技术:标准对焦,Airyscan对焦,iSIM,3D-SIM和STED.
• 使用标记外膜蛋白 (ScaA) 的全宽半最大 (FWHM) 测量来量化分辨率.
• 使用Cellpose和Imaris开发并应用了一种定制的3D细胞细分和分析管道.

主要成果:

• 3D-STED显微镜在成像细菌的轴 (z) 方向上显示出更高的分辨率.
• 结合显微镜和深度学习的方法成功细分了细胞内细菌.
• 分析显示,不同哺乳动物细胞系的细菌形状有差异,但大小没有差异.

结论:

• 超分辨率显微镜,特别是3D-STED显著提高了像Orientia tsutsugamushi (Ot) 这样的细胞内细菌的成像.
• 基于深度学习的分析提供了强大的工具来量化宿主环境中的细菌形态.
• 这种综合方法为细菌适应和宿主细胞内的行为提供了宝贵的见解.