纳米视觉释放：微尺革命性的细胞成像

　　

　　

　　PicoRuler:基于蛋白质的分子尺使得在现实条件下测试亚10纳米范围内生物分子的最新超分辨率显微镜方法的光学分辨率成为可能。资料来源:Gerti Beliu, DALL-E 3 /德国维尔茨堡大学

　　高分辨率荧光显微镜研究人员的好消息:生物相容性分子尺首次可用来校准最新的超分辨率显微镜方法。

　　超分辨率显微镜的最新进展使光学分辨率达到几纳米，与细胞分子的大小相当。然而，由于缺乏能够在纳米尺度上精确标记染料的生物分子参考系统，在细胞成分(如多蛋白复合物)上验证这种分辨率一直具有挑战性。

　　创新生物分子工具:微尺

　　由Gerti Beliu博士和Markus Sauer教授领导的来自德国巴伐利亚州

　　茨堡Julius-Maximilians-Universit?t (JMU) Rudolf Virchow中心综合和转化生物成像中心的一组科学家现在提供了一个转折点。在《先进材料》杂志上，他们提出了一种新的生物相容性分子尺子，PicoRulers(基于蛋白质的成像校准光学尺子)。

　　利用遗传密码扩展和点击化学，该团队成功地构建了这些定制的分子尺子。它们可以作为荧光显微镜中精确的生物分子参考结构。

　　技术杰作:分子尺度上的精确

　　PicoRulers基于三部分蛋白PCNA(增殖细胞核抗原)，它在DNA复制和修复中起着核心作用。通过在精确定义的位置上精确地引入非天然氨基酸，这种蛋白质已经被修改成这样一种方式，荧光染料或其他分子可以以最小的连接错误特异性地点击到它上面。

　　这使研究人员能够在精确定义的细胞生物分子上以前所未有的精度测试最新的超分辨率显微镜方法的分辨率。

　　Markus Sauer对此充满热情:“在10纳米以下水平上解析真实生物结构的能力标志着生物成像的新时代。与以前使用的人工大分子相比，我们的小分子不仅具有生物相容性。它们还可以在现实条件下实现无与伦比的精度测试分辨率。”

　　扩大研究视野:揭示细胞过程

　　这项技术的应用远远超出了显微镜的传统界限。Gerti Beliu解释说:“我们的PicoRulers不仅是一种更精确测量的工具，而且还为更深入、更详细地研究细胞内发生的复杂过程打开了大门。”

　　未来意义:改变生物成像

　　从长远来看，PicoRulers的进一步发展可能会改变分子分辨率的生物和医学成像。他们第一次使验证和提高新的超分辨率显微镜方法在生物样品上的分辨率潜力成为可能。这使它们成为未来阐明细胞中生物分子的分子组织和相互作用的有价值的工具。

　　参考文献:“Pcna作为基于蛋白质的亚-10纳米荧光成像的纳米颗粒”，由Dominic A. Helmerich, Made Budiarta, Danush Taban, S?ren Doose, Gerti Beliu和Markus Sauer, 2023年11月27日，先进材料。DOI: 10.1002 / adma.202310104

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