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活细胞超分辨率显微技术研究获进展
2017-02-13 | 【 【打印】【关闭】

  中国科学院计算技术研究所前瞻研究实验室副研究员张法带领课题组成员在活细胞超分辨率显微成像技术方面取得了重要的突破,开发了一种新型活细胞超分辨率显微成像技术,相关成果“Live-cell single molecule-guided Bayesian localization super-resolution microscopy” http://www.nature.com/cr/journal/vaop/ncurrent/full/cr2016160a.html发表在期刊《细胞研究》上(影响因子14.8)。中国科学院计算技术研究所为第一完成单位,中国科学院计算技术研究所张法、生物物理研究所徐平勇和美国科学院院士霍华德·休斯医学研究所的Jennifer Lippincott-Schwartz为本文的通讯作者,计算所徐帆为本文第一作者,生物物理所张名姝为本文共同第一作者。

  超分辨率显微成像技术由于打破了传统光学衍射的限制,获得了2014年诺贝尔化学奖。但超分辨率显微成像技术仍然面临成像设备昂贵,无法观测活体细胞等诸多挑战。近年来,贝叶斯定位显微技术成为活细胞超分辨率成像的重要工具之一,但是存在三方面的严重缺陷:1)分辨率精度不高;2)计算极其耗时;3)无法获得全细胞大尺度长时间的动态变化。

  针对这些问题,中国科学院计算技术研究所张法课题组、生物物理研究所徐平勇课题组和美国科学院院士霍华德·休斯医学研究所的Jennifer Lippincott-Schwartz研究员合作,将单分子定位和贝叶斯定位显微技术相结合,开发了一种新型活细胞超分辨率显微技术—SIMBA(Single Molecule guided BAyesian localization microscopy)。该技术在以下方面取得了突破:

  1)适用范围广,能够与现有的主流显微镜相结合,便于推广和使用;

  2)时空分辨率高,同时实现了50nm的空间分辨率和0.5-2s的时间分辨率;

  3)分析尺度大,实现了全细胞大尺度长时间动态变化分析;

  4)运行速度快,比原来的贝叶斯显微技术至少提高2个数量级。

  该项成果受到了社会和学术界的广泛关注,科学网、中国科学院网、新浪网、国家科技成果平台等分别报道了该项技术突破。


SIMBA对于固定细胞actin和活细胞clc重构结果展示图

 
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