加拿大pc28 > 生命科学 > 此细胞分辨技术是一种利用荧光分子探测器的,

原标题:此细胞分辨技术是一种利用荧光分子探测器的,

浏览次数:174 时间:2020-02-14

核心提示: 意大利国家研究委员会水研究所的科研人员发现,某些细菌具有清除农药残留物的作用。研究人员使用了一 意大利国家研究委员会水研究所的科研人员发现,某些细菌具有清除农药残留物的作用。研究人员使用了一种新的细胞分辨技术分辨出了存在于土壤和地下水中的名为Wratislaviensis红球菌的细菌,这种细菌能够降低和矿化Terbutilazina除草剂或其他成份类似的物质。通过分辨这组细菌,既可作为受此类除草剂污染的土壤或水域自然净化潜力的评价指标,也可用于污染地区的生态恢复。 此细胞分辨技术是一种利用荧光分子探测器的“定点混杂技术”,其原理是利用细菌的rDNA。被分析的样本经处理后,荧光分子探测器可进入细菌分子里面,当存在与rDNA对应的成份,将与其混杂,并发出荧光,可通过显微镜观察到。这一方法与传统的“间接培养法”相比,能够分辨出更多的细菌,传统的方法只能分辨出约3000种细菌(只占细菌总数的1-10%)。

加拿大pc28 1

加拿大pc28 2

4月13日,记者了解到,中国科学院大连物化研究所分子探针与荧光成像研究组徐兆超研究员团队长期致力于荧光分子科学与工程研究,针对生物单分子检测和超高时空动态分辨的前沿需求,开展“标记-探针-成像”一体化研究。该团队以荧光分子发光构效关系为核心,以“实验/理论”相结合的模式深刻理解和探索分子发光机理,工程化创制高性能新型荧光分子,并于近期取得了一系列新进展。

2019年9月17日,中科院上海生物化学与细胞生物学研究所陈玲玲团队在Molecular Cell杂志上以长文的形式发表了题为“Nascent Pre-rRNA Sorting via Phase Separation Drives the Assembly ofDense Fibrillar Components in the Human Nucleolus”的文章,系统解析了人类核仁的超微三维结构以及rDNA的排布,首次提出了相分离促进新生成rRNA前体定向转运的模型,并发现了rRNA前体定向转运过程可以促进核仁DFC的组装。

该研究团队与新加坡科技设计大学刘晓刚教授合作,在前期获得高荧光强度和光稳定性系列新型荧光染料的基础上,发现了一种新型的光诱导分子内电荷转移机制,命名为“分子内扭转电荷穿梭”,以荧光染料构效关系与理论计算交叉结合为出发点,发现了一种电荷在供体和受体间往返转移过程。研究发现,模型染料分子受到光照激发后,基态作为电子供体的二烷基胺在激发态可转变为电子受体,并迅速随着自身90o的扭转由电子受体再次转变为电子供体,由LE激发态转变到TICS激发态,从而实现了电荷的往复“穿梭”。该机制的发现进一步推进了分子水平上对光诱导电荷转移机制的理解,在光电转换、光催化等领域将具有重要价值。

另外,2019年5月2日,中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所陈玲玲等人在Nature Cell Biology杂志发表题为“Cellular functionsof long noncoding RNAs”的综述。该综述重点介绍了哺乳动物细胞中分子水平的lncRNA功能的最新进展;

徐兆超团队还开发了一种不受环境pH影响的荧光分子开关,通过有效调控分子开关速度实现了长时间的超分辨荧光成像。

2019年4月25日,中科院生化所陈玲玲团队等在 Cell 杂志发表关于环状RNA的最新研究,首次阐述了环状RNA在细胞受病毒感染时的降解机制,及其通过形成分子内双链结构结合天然免疫因子参与天然免疫应答调控的重要新功能,并揭示环状RNA低表达与炎症性自身免疫性病—系统性红斑狼疮密切相关。该工作为环状RNA在天然免疫中的重要功能研究奠定基础。

超分辨荧光显微镜突破了传统光学显微镜的衍射极限限制,使得光学显微镜能够达到纳米尺度的空间分辨率,对生命科学的发展具有重要意义。其中基于单分子定位的超分辨荧光成像技术,需要荧光染料既要具有荧光“开-关”功能,又要具有高荧光强度和好的光稳定性。罗丹明类染料由于其高荧光强度和光稳定性,以及其螺内酰胺衍生物所具有的光激活荧光开关功能已被广泛使用在超分辨单分子定位显微成像中。然而罗丹明螺酰胺的开环反应会受到酸性环境的影响,严格限制这类染料只能在中性环境中使用,此外其闭环反应速率较慢,导致了这类染料通常被用作一次光激活荧光染料而不是可逆的光开关染料。科研人员通过引进分子内氢键稳定螺酰胺结构,报道了一系列荧光螺酰胺使得它们即使在酸性环境中也能够具有好的光开关性能;进一步共轭修饰6-苯乙炔基萘酰亚胺,将激活光波长红移到了可见光区域,使得该类染料适用于活细胞超分辨成像;最后将这类耐酸性光开关荧光染料标记处于酸性环境中的枯草芽孢杆菌细胞膜表面,通过超分辨成像系统得到细菌细胞膜的三维超分辨图像。

核仁 是哺乳动物细胞核内最大的无膜细胞亚结构,其主要功能是产生并加工核糖体RNA,从而形成成熟的核糖体,参与蛋白质的翻译。核仁具有三个亚区域,分别被称为纤维中心,致密纤维组分以及颗粒组分。通常认为,rDNA在FC区域经由RNA聚合酶I连续不断的转录形成大量的rRNA前体,rRNA前体进入DFC区域进行加工,而后进入GC区域装配,最终转运出细胞核组装形成成熟的核糖体。由于核仁结构致密而精细、电子密度高的特性,人们对核仁亚结构的细节知之甚少。另外,rRNA的转录高度活跃,占到了整个细胞内转录活性的70%以上,大量产生的rRNA前体必须被快速加工以防止其在转录位点的堆积。然而,目前人们对rRNA前体被快速转运进入DFC区域进行后续加工的机制几乎完全未知。

此外,徐兆超团队还提出了变型荧光传感器的概念,改变传统荧光探针的“一把钥匙开一把锁”的主客体识别模式为具有类似万能钥匙的分子实验室功能模式,即一个探针分子就可以识别区分众多的分析物,实现了多种临床耐药菌的鉴定。

加拿大pc28,图1

多重耐药细菌感染已成为病患发生严重并发症和死亡的主因之一。临床上快速、有效的耐药菌诊断技术将十分有助于患者获得及时的治疗。细菌临床诊断包括区分革兰氏阴性/阳性菌、识别细菌种类、鉴定其耐药性。常用诊断方法存在操作繁琐、耗时费力、环境污染严重、检测费用高等缺点。该研究团队发展了一种对细菌膜表面高选择性和高灵敏度识别的荧光探针,在30分钟内成功鉴定了24种细菌的革兰氏阳性/阴性,并鉴别出其中14种临床分离的多重耐药菌和10种细菌菌种。该工作已获得“中科院威高计划2019”项目立项,目前正与大连医科大学附属二院检验科合作,有望发展成为一种快速、准确、经济的细菌临床诊断新方法,用于快速鉴定细菌的革兰氏阴性/阳性、种类和耐药性,从而指导医生有效用药。

本研究中,研究者首先利用结构照明显微技术在多种人类细胞中观察到了更加清晰和更多细节的核仁结构:人类核仁包含镶嵌于GC当中的数十到上百个由DFC围绕FC构成的FC/DFC转录单元,用于转录产生并加工rRNA前体。之前研究发现,细胞核内存在活跃的核仁组织区与非活跃的核仁组织区,核仁只围绕活跃核仁组织区形成并产生rRNA 。而研究人员利用SIM发现,活跃核仁组织区中实际包含了活跃转录的rDNA与非活跃的rDNA,FC/DFC转录中心只会在活跃rDNA上形成,并且观察到活跃的rDNA主要存在于FC与DFC的交界处,该观察与Pol I聚集于FC边缘处相吻合。通过随机光学重建显微技术和生物化学定量手段,研究者确定了一个FC/DFC转录单元中含有2-3个拷贝的活跃rDNA。进一步,研究者利用SIM,受激发射损耗荧光显微技术以及数学建模,首次发现了核仁DFC区域的rRNA加工因子并非均匀分布,而是规律地围绕FC聚集为18-24个簇状结构。

本文由加拿大pc28发布于生命科学,转载请注明出处:此细胞分辨技术是一种利用荧光分子探测器的,

关键词:

上一篇:然而神经细胞究竟是如何改变它们的连接从而形

下一篇:植物会在威迫条件下发出自家特殊的阿司匹林,