如果您想了解細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和分裂的潛在機(jī)制，那么中心細(xì)胞就是您感興趣的細(xì)胞器。每個(gè)細(xì)胞都有一對(duì)中心粒，有助于在細(xì)胞分裂過程中分離染色體。這些特殊的細(xì)胞器是由數(shù)百種蛋白質(zhì)組成的多分子機(jī)器，具有隱藏的翻譯后修飾(PTM)編碼，有助于其剛性或柔韌性，進(jìn)而有助于解釋中心粒的功能。

根據(jù)以前使用電子顯微鏡進(jìn)行的研究，已知中心粒的基本結(jié)構(gòu)。但是PTM在電子顯微鏡下是看不見的，那么它們是什么樣的呢?

由于EPFL生物物理學(xué)家開發(fā)了改進(jìn)的超分辨率熒光顯微鏡技術(shù)，我們現(xiàn)在可以獲得這些納米級(jí)結(jié)構(gòu)的詳細(xì)圖片，包括分離的和原位的。正如預(yù)期的那樣，中心粒的形狀像是脊?fàn)畹淖訌?，即它們是圓柱形的，具有9個(gè)縱向脊，其直徑在一端逐漸減小。鑒于這種高度的組織性，科學(xué)家驚訝地發(fā)現(xiàn)一個(gè)PTM實(shí)際上在這些山脊周圍扭曲。結(jié)果發(fā)表在《自然方法》上。

“多分子機(jī)器的對(duì)稱性經(jīng)常解釋它們?nèi)绾螆?zhí)行多種功能。PTM可以形成一個(gè)特殊的代碼，告訴蛋白質(zhì)在何處停靠，但在分裂過程中拉動(dòng)力時(shí)也可以穩(wěn)定中心。我們?nèi)匀徊恢罏槭裁创嬖谥@種曲折，但它提供了中心粒如何工作的線索。我們的研究強(qiáng)調(diào)，超分辨率顯微鏡是用于結(jié)構(gòu)生物學(xué)的電子顯微鏡的重要合作伙伴。”

改進(jìn)的超分辨率成像技術(shù)

質(zhì)心比哺乳動(dòng)物細(xì)胞小約100倍，比人的頭發(fā)小一千倍。因此，在活細(xì)胞內(nèi)觀察它們需要改進(jìn)超分辨率顯微鏡技術(shù)，該技術(shù)使用光探測(cè)標(biāo)本，因?yàn)檫@些方法對(duì)于結(jié)構(gòu)研究而言往往太慢。Dora Mahecic，博士學(xué)位LEB的一名學(xué)生改進(jìn)了照明設(shè)計(jì)，以通過在整個(gè)視場(chǎng)中更均勻地傳輸光線來增加顯微鏡可以捕獲的圖像尺寸。

顯微鏡是一種超高分辨率的熒光顯微鏡，根本不是入門生物學(xué)課中會(huì)看到的典型光學(xué)顯微鏡。實(shí)際上，這是一個(gè)復(fù)雜的設(shè)置，需要仔細(xì)對(duì)齊的反射鏡和透鏡將激光成形并傳遞到樣本中。生物物理學(xué)家將此設(shè)置與先進(jìn)的樣品制備相結(jié)合，后者利用樣品和熒光團(tuán)的物理放大倍率來制造蛋白質(zhì)(生命的基本要素)重新發(fā)光。

這項(xiàng)新的超高分辨率技術(shù)可用于研究細(xì)胞內(nèi)的許多其他結(jié)構(gòu)，例如線粒體，或研究其他多分子機(jī)器，例如病毒。