Исследователи используют возможности микроскопии сверхвысокого разрешения
Для молекулярных биологов, таких как постдокторант Университета Вермонта Натан Рой, эффективная визуализация необходима для анализа белков и других структур внутри клеток. Однако флуоресцентная микроскопия имеет ограничение по дифракции, что не позволяет различать чрезвычайно мелкие объекты.
В 2012 году Центр микроскопической визуализации (MIC) Медицинского колледжа Университета Вермонта установил суперразрешающий микроскоп Nikon STORM (Stochastic Optical Reconstruction Microscopy). Эта технология позволяет обойти дифракционный предел.
"В некоторых случаях это позволяет достичь разрешения, эквивалентного 10 нанометрам, что ранее было немыслимо для световой микроскопии", — говорит Натан Рой.
Система Nikon N-STORM включает инвертированный микроскоп Nikon Ti-E TIRF с лазерными модулями (405 нм, 488 нм, 561 нм, 647 нм) и высокочувствительную камеру Andor iXON3 DU897 EMCCD. Она обеспечивает разрешение в флуоресцентном режиме 20 нм в латеральной и 50 нм в аксиальной плоскости. Метод активирует лишь малую долю меченых молекул в каждый момент времени, что после многократных циклов и точной локализации даёт итоговое изображение сверхвысокого разрешения.
Исследования с технологией STORM
Изучение паразита Entamoeba histolytica
Исследователи Адам Сатериале, Кристофер Хастон и Натан Рой адаптировали для этого паразита систему белковой метки SNAP-tag. С помощью STORM они впервые получили сверхразрешающие изображения эндоплазматического ретикулума (ЭПР) амёбы. Эта новая метка должна стать полезным инструментом для мирового научного сообщества, изучающего Entamoeba histolytica.
Исследование вируса ВИЧ-1
Натан Рой специализируется на изучении сборки и передачи ВИЧ-1. В исследовании, опубликованном в Journal of Virology (сентябрь 2013), он с коллегами использовал STORM для изучения наноразмерной организации и подвижности вирусного белка Env в мембране инфицированных клеток.
Они обнаружили, что Env способен формировать кластеры размером ~150 нм, и эта способность напрямую коррелировала с его умением слияния мембран. Анализ живых клеток также показал, что подвижность Env в мембране важна для облегчения слияния.
"Это предполагает, что кластеризация Env является обязательным условием для его функции", — говорит Рой.
Вывод команды: способность Env к кластеризации и подвижности важна для его функции слияния и, следовательно, для распространения ВИЧ-1. Без микроскопа Nikon STORM эти анализы были бы невозможны.
"Эта новая технология обеспечила нашу возможность находиться на переднем крае исследований, использующих методы визуализации для изучения репликации ВИЧ-1", — заключает Рой.