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線粒體是重要的細(xì)胞器，可產(chǎn)生支持生物細(xì)胞整個生命周期所需的能量。然而，傳統(tǒng)的熒光顯微鏡分辨率不足以對線粒體嵴進行可視化。本研究證實了光學(xué)STED顯納鏡能以納米級分辨率長時間研究細(xì)胞內(nèi)的生理過程。
本研究開發(fā)了一種增強型方酸變體染料（MitoESq-635），以超高分辨率方法研究活細(xì)胞中線粒體嵴的動態(tài)結(jié)構(gòu)。對活體HeLa細(xì)胞中的線粒體內(nèi)膜進行了超過50分鐘的延時成像（每幀3.9秒，間隔71.5秒），分辨率為35.2nm。可清楚地觀察到線粒體融合和裂變過程中線粒體嵴的形態(tài)和形狀。在與低功率STED結(jié)合使用的情況下，MitoESq-635的標(biāo)記特異性和性能使其非常適合作為線粒體長期超高分辨率成像的下一代標(biāo)準(zhǔn)方法。
圖1：共焦顯微鏡（左）和STED顯納鏡（右）成像的比較。圖像中的綠色虛線所示的強度截面表明，用STED超高分辨率顯微鏡可獲得35.2nm的分辨率。比例尺為5µm。
圖2：線粒體的延時STED成像顯示了融合過程中線粒體嵴的動態(tài)變化。線粒體發(fā)生了從線狀到氣泡狀的動態(tài)變化。上面兩行的比例尺為2μm，下面一行的比例尺為1μm。
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Yang X., Yang Z., Wu Z., He Y., ShanC., Chai P., Ma C., Tian M., Teng J., Jin D., Yan W., Das P., Qu J. & Xi P.:
Yang X.、Yang Z.、Wu Z.、He Y.、ShanC.、Chai P.、Ma C.、Tian M.、Teng J.、Jin D.、Yan W.、Das P.、Qu J.和Xi P.：
Mitochondrial dynamics quantitatively revealed by STED nanoscopy with an enhanced squaraine variant probe
Nature Communications volume 11, Article number: 3699 (2020)
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