Cell: científicos desarrollan nuevas tecnologías de imágenes de superresolución para revelar nuevos fenómenos de interacción organelar

El Grupo de investigación Li Dong del Instituto de biofísica de la Academia China de ciencias, en colaboración con Eric betzig y Jennifer Lippincott - schwartz, doctoras del Instituto Médico Howard Hughes de los Estados unidos, publicó su trabajo de investigación en la revista cell, "visualizando organizaciones intelectuales y cibernéticas en la resolución de nanoescala". El artículo * utiliza la tecnología de imágenes de superresolución de iluminación lumínica estructural de incidencia de pastoreo (gi - sim), que puede realizar imágenes de alta velocidad, largo alcance y súper resolución de procesos fisiológicos dentro de las células, y utiliza esta tecnología para descubrir una variedad de nuevos comportamientos de interacción intercellular.

Gi - Sim puede visualizar continuamente casi 10000 imágenes de súper resolución de células vivas a una resolución de 97 nanómetros y 266 imágenes por segundo. En comparación con la tecnología de imagen de superresolución de iluminación de luz de estructura de reflexión interna total (tirf - sim; Li et al., science, 2015) desarrollada anteriormente por Li dong, la profundidad de imagen de Gi - SIM y el semáforo generado se han multiplicado por 10; En comparación con el Microscopio confocal tradicional o el Microscopio confocal de disco giratorio, Gi - Sim puede proporcionar una resolución espacial doble y mayor y una velocidad de imagen 10 veces más rápida; En comparación con otras técnicas de imagen de superresolución, Gi - Sim puede proporcionar una velocidad de imagen de hasta 10 veces más rápida y un tiempo de imagen de 10 - 100 veces más largo en el rango de campo de visión del tamaño celular. El GI - SIM ha logrado imágenes bidimensionales de superresolución optimizadas de la dinámica de múltiples organelos celulares dentro de la célula, lo que ha permitido a los investigadores descubrir nuevos comportamientos de interacción de múltiples organelos celulares. Por ejemplo:

(1) tres nuevos métodos de extensión del retículo endoplásmico tubular.

La formación de la estructura de red del retículo endoplásmico se completa con la extensión continua y la fusión del retículo endoplásmico tubular. El trabajo de investigación anterior señaló que hay dos formas de extensión del retículo endoplásmico tubular, deslizamiento y coproducción de terminales de polimerización de microtubulos (ptac), y el estudio encontró tres formas de extensión del retículo endoplásmico tubular: tracción de terminales de polimerización de microtubulos (detac), autostop (hitchhiking) y no dependencia de microtubulos (budding).

(2) la interacción entre las mitocondrias y el retículo endoplásmico afecta la División y fusión de las mitocondrias.

La División de las mitocondrias está estrechamente relacionada con el retículo endoplásmico, y las estadísticas muestran que alrededor del 85% de los eventos de División mitocondrial ocurren en los sitios de contacto entre las mitocondrias y el retículo endoplásmico. El estudio encontró además que alrededor del 60% de los eventos de fusión mitocondrial ocurren en los sitios de contacto entre las mitocondrias y el retículo endoplásmico, y los eventos de fusión mitocondrial en contacto con el retículo endoplásmico suelen ser más rápidos que aquellos que no están en contacto con el retículo endoplásmico.

(3) la imagen Gi - Sim multicolor encontró que la interacción lisosómico - retículo endoplásmico juega un papel clave en la regulación del transporte dinámico y la distribución de lisosomas dentro de la célula.

(4) estudios anteriores solo encontraron que el retículo endoplásmico puede cambiar su estructura de red a través de la fusión, y el Estudio observó que los lisosomas en movimiento pueden causar una ruptura instantánea del retículo endoplásmico tubular.

(5) el estudio confirma en células de mamíferos la existencia de una amplia interacción de "hitchhiking" entre diferentes tipos de organelos y observa que los cambios morfológicos y la migración de organelos como mitocondrias y retículas endoplásticas se pueden lograr mediante el transporte a otros organelos en movimiento sin necesidad de que recluten directamente proteínas motoras.

Guo yuting, estudiante de doctorado del Grupo de investigación de Li dong, y Li di, investigador asistente, son coautores, mientras que Zhang siwei, estudiante de doctorado, es el segundo autor. Li Dong y Eric betzig y Jennifer Lippincott - Schwartz son coautores. El Grupo de investigación Liu jiajia del Instituto de genética y biología del desarrollo de la Academia China de Ciencias y el Grupo de investigación dan kiehart de la Universidad de Duke participaron en el tema. (valle biológico)