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细胞显微镜咨询进步 透后果蝇

gecimao 发表于 2019-03-14 14:13 | 查看: | 回复:

  可以通过将动物切割成薄层来研究动物的神经系统 - 然而这不可避免地导致组织中细胞结构的破坏。然后分析复杂的神经连接是不可能的。更优雅的方法是使用化学过程使动物透明的所谓光学“清除”各种组织。可以选择性地标记和分析组织中的有趣结构。

  在维也纳技术大学,现在已经开发出一种可以应用于昆虫的清除方法,这是一项特别困难的任务。使用改进的光片显微镜(所谓的超显微镜),现在可以对大型神经组织样本进行成像,并拍摄已经用荧光分子标记的复杂神经网络的高分辨率图像。这种新方法已发表在Nature Communications杂志上。

  “通过使用基因工程将特殊分子插入神经组织,我们可以学到很多关于动物神经系统的知识,然后可以使其发出荧光,”TU Wien(维也纳)博士生Marko Pende说。最大的问题是如何在不损坏组织的情况下对这些荧光分子进行成像。

  已经成功使用的一种方法是超显微镜。透明组织用激光束照射,激光束由特殊的光学元件加宽,形成二维平面光。该表面穿透组织并照射那些恰好位于该平面内的荧光分子。逐层地,可以用该光片分析组织,从计算机上的二维框架创建三维模型。

  “我们专注于果蝇Drosophila melanogaster,因为它对神经系统的研究特别感兴趣。不幸的是,开发适合昆虫的清除方法特别困难,”Marko Pende解释说,“为了使组织透明,它必须用特殊化学品处理,在昆虫组织中,这些化学物质一直在破坏荧光分子。“另外,昆虫组织含有几丁质,几乎不能透明。此外,果蝇的眼睛中含有特别强大的色素。

  TU Wien(维也纳)的团队与维也纳大学和医科大学一起成功地找到了一种方法,使果蝇的果蝇完全透明而不会破坏荧光标记分子。这是在改进的化学混合物的帮助下实现的。“这是果蝇研究界向前迈出的重要一步,”维也纳大学神经生物学系的Thomas Hummel教授说。

  这些照片是由Saiedeh Saghafi(TU Wien)开创的光学研究成为可能的。她能够显着改善超显微镜:平面逐层照射的光片,厚度约为10微米。改进的超显微镜现在可以在大面积上产生厚度仅为3m的均匀光片。此外,显微镜配备了一个额外的镜头,改变焦点,就像一副眼镜:“到目前为止,我们只能专注于组织的外部区域,现在我们可以采取一厘米深生物电子学系(TU Wien)负责人Hans Ulrich Dodt教授说:“看看组织并且仍能获得清晰的图像。”“这将令人印象深刻,神经系统有效。“

  这项新技术现在应该有助于研究果蝇的所谓“连接组”。连接组是整个神经系统的互连布置,即动物的“电路图”。然后该电路图可以与果蝇的行为模式相关。

  此外,果蝇是分析导致人类神经退行性疾病的基因的理想选择,如阿尔茨海默氏症和帕金森病。透明果蝇现在提供了一个独特的机会来了解神经变性过程中神经系统各个区域的复杂变化。

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