我們剛剛對細胞分裂的細節進行了前所未有的了解

通過將現有成像過程中的熒光分子替換為散射光的熒光分子，研究人員揭示了我們活細胞內令人眼花繚亂的細節的全新水平。

這種創新的調整將使科學家能夠在更長的時間內直接觀察分子行為，為細胞分裂等關鍵生物過程打開一扇窗。

“活細胞是一個繁忙的地方，蛋白質到處熙熙攘攘，”解釋密歇根大學生物醫學工程師崔光杰。“我們的超分辨率對于觀看這些動態活動非常有吸引力。

超分辨率是觀察令人難以置信的小生物結構的過程。它使用一系列熒光分子星座的快照，突出顯示目標組織的選定區域，消除泛光的模糊效應。

其開發背后的研究人員贏得了2014年諾貝爾獎.盡管這個過程是革命性的，但熒光分子吸收然后吐出的能力所需光波長在數十秒內磨損，這排除了持續時間較長的過程的映射。

因此，崔及其同事開發了一種系統來檢測隨機分布的金納米棒的光散射，這一過程不會因反復曝光而崩潰。即使金標記大于目標結構，對桿的多個不同角度的子集進行成像并組合圖像也能提供相同的高度詳細的分辨率。

由此產生的系統允許以僅100個原子的分辨率進行驚人的250小時的連續觀測。

然后，Cui及其同事用他們的新PINE納米顯微鏡檢查了細胞分裂的整個過程，揭示了一種前所未有的行為。肌動蛋白分子，直至單個分子水平。

肌動蛋白，細胞的主要成分細胞骨架，為細胞提供結構支撐，并有助于促進細胞內的運動。因此，這些分支細絲狀分子在分裂細胞并將其拉成兩個子細胞之前起著巨大的作用。

這些細胞的每個拷貝都繼承了相同的內部，從蛋白質到DNA，但由于我們視覺技術的局限性，這種情況是如何發生的長期以來一直是一個謎。

在細胞分裂過程中觀察904個肌動蛋白絲，Cui和他的團隊可以看到單個分子如何相互表現。他們發現，當肌動蛋白分子彼此結合較少時，它們會擴展以尋找更多的鏈接。當每個肌動蛋白到達其鄰居時，它會將其他肌動蛋白分子拉近，從而進一步增加其網絡。

研究人員看到了這些小規模的運動是如何在更大規模的細胞視圖中轉化的。出乎意料的是，當肌動蛋白擴張時，細胞實際上會收縮，而當肌動蛋白收縮時，它會膨脹。這似乎是矛盾的，因此研究人員熱衷于探索這種相反的運動是如何發生的。

“我們計劃使用我們的方法來研究其他分子構建塊如何組織成組織和器官，”密歇根大學生物醫學工程師Somin Lee寫為對話。

“我們的技術可能有助于研究人員可視化，進而更好地了解組織和器官中的分子缺陷如何發展成疾病。

這項研究發表于自然通訊.

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