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Super-resolution Imaging of the Bacterial Division Machinery

Bacterial cell division requires the coordinated  assembly of more than ten essential proteins at midcell1,2. Central  to this process is the formation of ...

The Johns Hopkins University School of Medicine

Plant alkaloids exhibit a diverse array of structures and pharmaceutical activities, though metabolic engineering efforts in these eukaryotic pathways have been limited. Strictosidine synthase (STR) is the first committed step in the biosynthesis of over two thousand terpene indole alkaloids. We describe a rational redesign of the STR binding pocket to selectively accommodate secologanin substrate analogs. The mutant is selective for a substrate that can be chemoselectively derivatized. Evidence that this substrate can be processed by later steps of the terpene indole alkaloid pathway is provided. The work demonstrates that the central enzyme of this alkaloid pathway can be redesigned and that the pathway can turn over the unnatural intermediate that is generated. Modulation of the substrate specificity of enzymes of this complex pathway is therefore likely to enable metabolic engineering efforts of these alkaloids.

Redesign of a central enzyme in alkaloid biosynthesis.

&#x690D;&#x7269;&#x751F;&#x7269;&#x78B1;&#x5C55;&#x51FA;&#x5404;&#x79CD;&#x7C7B;&#x7684;&#x7ED3;&#x6784;&#x548C;&#x5236;&#x836F;&#x6D3B;&#x52A8;&#xFF0C;&#x5C3D;&#x7BA1;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x771F;&#x6838;&#x901A;&#x8DEF;&#x7684;&#x4EE3;&#x8C22;&#x5DE5;&#x7A0B;&#x52AA;&#x529B;&#x5DF2;&#x7ECF;&#x6709;&#x9650;&#x3002;&#x80E1;&#x8C46;&#x5408;&#x6210;&#x9176; (STR) &#x662F;&#x81F4;&#x529B;&#x4E8E;&#x7684;&#x4E00;&#x5343;&#x4E8C;&#x841C;&#x7C7B;&#x751F;&#x7269;&#x78B1;&#x7684;&#x751F;&#x7269;&#x5408;&#x6210;&#x7684;&#x7B2C;&#x4E00;&#x6B65;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x63CF;&#x8FF0; STR &#x7ED1;&#x5B9A;&#x53E3;&#x888B;&#x91CC;&#x8981;&#x6709;&#x9009;&#x62E9;&#x6027;&#x5730;&#x5BB9;&#x7EB3;&#x4EFF;&#x751F;&#x5E95;&#x7269;&#x7C7B;&#x4F3C;&#x7269;&#x7406;&#x6027;&#x91CD;&#x65B0;&#x8BBE;&#x8BA1;&#x3002;&#x7A81;&#x53D8;&#x662F;&#x9009;&#x62E9;&#x6027;&#x4E3A;&#x57FA;&#x4F53;&#x7684;&#x53EF;&#x4EE5;&#x662F; chemoselectively &#x884D;&#x751F;&#x5316;&#x3002;&#x63D0;&#x4F9B;&#x53EF;&#x4EE5;&#x7531;&#x841C;&#x70EF;&#x5432;&#x54DA;&#x751F;&#x7269;&#x78B1;&#x901A;&#x8DEF;&#x7684;&#x540E;&#x7EED;&#x6B65;&#x9AA4;&#x5904;&#x7406;&#x6B64;&#x57FA;&#x677F;&#x7684;&#x8BC1;&#x636E;&#x3002;&#x5DE5;&#x4F5C;&#x6F14;&#x793A;&#x6B64;&#x751F;&#x7269;&#x78B1;&#x901A;&#x8DEF;&#x4E2D;&#x592E;&#x9176;&#x53EF;&#x4EE5;&#x91CD;&#x65B0;&#x8BBE;&#x8BA1;&#x4E86;&#x548C;&#x901A;&#x8DEF;&#x53EF;&#x7FFB;&#x8F6C;&#x7684;&#x975E;&#x81EA;&#x7136;&#x7684;&#x4E2D;&#x95F4;&#x751F;&#x6210;&#x7684;&#x3002;&#x56E0;&#x6B64;&#x6709;&#x53EF;&#x80FD;&#x4F7F;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x751F;&#x7269;&#x78B1;&#x4EE3;&#x8C22;&#x5DE5;&#x7A0B;&#x52AA;&#x529B;&#x8C03;&#x5236;&#x7684;&#x8FD9;&#x4E2A;&#x590D;&#x6742;&#x7684;&#x9014;&#x5F84;&#x9176;&#x7684;&#x5E95;&#x7269;&#x4E13;&#x4E00;&#x6027;&#x3002;

&#x91CD;&#x65B0;&#x8BBE;&#x8BA1;&#x7684;&#x4E2D;&#x592E;&#x751F;&#x7269;&#x78B1;&#x751F;&#x7269;&#x5408;&#x6210;&#x7684;&#x9176;&#x3002;

Alcalo&iuml;des v&eacute;g&eacute;taux pr&eacute;sentent une grande diversit&eacute; des structures et des activit&eacute;s pharmaceutiques, bien que des efforts de g&eacute;nie m&eacute;taboliques dans ces voies eucaryotes ont &eacute;t&eacute; limit&eacute;s. Strictosidine synthase (STR) est le premier pas engag&eacute; dans la biosynth&egrave;se des alcalo&iuml;des indoliques de plus de deux mille terp&eacute;niques. Nous d&eacute;crivons une refonte rationnelle de la poche de liaison de STR pour accueillir s&eacute;lectivement des analogues de substrats s&eacute;cologanine. Le mutant est s&eacute;lectif pour un substrat pouvant &ecirc;tre chimios&eacute;lective d&eacute;rivatis&eacute;. Preuve que ce substrat peut &ecirc;tre trait&eacute; par des &eacute;tapes ult&eacute;rieures de la voie d&#39;alcalo&iuml;de terp&eacute;nique indole est fournie. Le travail montre que l&#39;enzyme central de cette voie d&#39;alcalo&iuml;de peut &ecirc;tre remani&eacute; et que la voie peut retourner l&#39;interm&eacute;diaire contre nature qui est g&eacute;n&eacute;r&eacute;. Modulation de la sp&eacute;cificit&eacute; de substrat des enzymes de la voie de ce complexe est donc susceptible de permettre des efforts de g&eacute;nie m&eacute;taboliques de ces alcalo&iuml;des.

Refonte d&#39;une enzyme centrale dans la biosynth&egrave;se des alcalo&iuml;des.

Pflanze Alkaloide weisen eine Vielzahl von Strukturen und pharmazeutische T&auml;tigkeiten, metabolische technische Anstrengungen in diese eukaryotischen Wege beschr&auml;nkt gewesen. Strictosidin-Synthase (STR) ist der erste Foul Schritt in die Biosynthese von &uuml;ber zweitausend Terpene Indol-Alkaloide. Wir beschreiben eine rationale Neugestaltung der STR Bindung Tasche Secologanin Substrat Analoga selektiv aufnehmen. Der Mutant ist selektiv f&uuml;r ein Substrat, die Chemoselectively derivatized werden k&ouml;nnen. Beweise daf&uuml;r, dass dieses Substrat von sp&auml;teren Schritten von der Terpene Indol-Alkaloid-Pathway verarbeitet werden kann, steht zur Verf&uuml;gung. Die Arbeit zeigt, dass das zentrale Enzym dieses Alkaloid-Stoffwechselweg neu gestaltet werden kann und der Weg &uuml;ber die unnat&uuml;rliche Mittelstufe wenden kann, die generiert wird. Modulation der Substratspezifit&auml;t von Enzymen von diesem komplexen Weg d&uuml;rfte daher die metabolische technische Bem&uuml;hungen diese Alkaloide zu aktivieren.

Neugestaltung eines zentralen Enzyms Alkaloid-Biosynthese.

Alcaloidi vegetali presentano una gamma diversificata di strutture e attivit&agrave; farmaceutica, nonostante gli sforzi di ingegneria metabolici in questi percorsi eucariotici sono stati limitati. Strictosidina sintetasi (STR) sono il primo passo impegnato nella biosintesi degli alcaloidi di oltre duemila terpenici indolo. Descriviamo una riprogettazione razionale della tasca associazione STR per accogliere in modo selettivo secologanina analoghi di substrato. Il mutante &egrave; selettivo per un substrato che pu&ograve; essere chemoselectively derivatizzate. Evidenza che questo substrato pu&ograve; essere elaborato da successivi passaggi del percorso alcaloide indolo terpene &egrave; fornito. Il lavoro dimostra che l&#39;enzima centrale di questo pathway alcaloide pu&ograve; essere ridisegnato e che il percorso pu&ograve; capovolgere l&#39;innaturale intermedio che viene generato. Modulazione della specificit&agrave; di substrato di enzimi di questa via metabolica complessa quindi &egrave; probabile che abilitare gli sforzi di ingegneria metabolici di questi alcaloidi.

Riprogettazione di un enzima centrale nella biosintesi di alcaloide.

&#x4EE3;&#x8B1D;&#x5DE5;&#x5B66;&#x306E;&#x52AA;&#x529B;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x771F;&#x6838;&#x751F;&#x7269;&#x306E;&#x7D4C;&#x8DEF;&#x304C;&#x9650;&#x3089;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x304C;&#x690D;&#x7269;&#x30A2;&#x30EB;&#x30AB;&#x30ED;&#x30A4;&#x30C9;&#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x3068;&#x533B;&#x85AC;&#x54C1;&#x306E;&#x6D3B;&#x52D5;&#x306E;&#x591A;&#x69D8;&#x306A;&#x914D;&#x5217;&#x3092;&#x5C55;&#x793A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;Strictosidine &#x5408;&#x6210;&#x9175;&#x7D20; (STR) &#x4EE5;&#x4E0A; 2&#x5343;&#x30C6;&#x30EB;&#x30DA;&#x30F3; &#x30A4;&#x30F3;&#x30C9;&#x30FC;&#x30EB; &#x30A2;&#x30EB;&#x30AB;&#x30ED;&#x30A4;&#x30C9;&#x306E;&#x751F;&#x5408;&#x6210;&#x306E;&#x6700;&#x521D;&#x306E;&#x30B3;&#x30DF;&#x30C3;&#x30C8; &#x30B9;&#x30C6;&#x30C3;&#x30D7;&#x3067;&#x3059;&#x3002;Secologanin &#x57FA;&#x677F;&#x306E;&#x30A2;&#x30CA;&#x30ED;&#x30B0;&#x3092;&#x9078;&#x629E;&#x7684;&#x306B;&#x5BFE;&#x5FDC;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B; STR &#x7D50;&#x5408;&#x30DD;&#x30B1;&#x30C3;&#x30C8;&#x306E;&#x5408;&#x7406;&#x7684;&#x306A;&#x518D;&#x8A2D;&#x8A08;&#x3092;&#x8A18;&#x8FF0;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x5909;&#x7570;&#x8A98;&#x5C0E;&#x4F53;&#x5316; chemoselectively &#x3092;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x57FA;&#x677F;&#x306E;&#x9078;&#x629E;&#x3067;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x57FA;&#x677F;&#x30C6;&#x30EB;&#x30DA;&#x30F3; &#x30A4;&#x30F3;&#x30C9;&#x30FC;&#x30EB; &#x30A2;&#x30EB;&#x30AB;&#x30ED;&#x30A4;&#x30C9;&#x7D4C;&#x8DEF;&#x306E;&#x5F8C;&#x306E;&#x624B;&#x9806;&#x3067;&#x51E6;&#x7406;&#x3067;&#x304D;&#x308B;&#x8A3C;&#x62E0;&#x304C;&#x63D0;&#x4F9B;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x4F5C;&#x696D;&#x3053;&#x306E;&#x30A2;&#x30EB;&#x30AB;&#x30ED;&#x30A4;&#x30C9;&#x7D4C;&#x8DEF;&#x306E;&#x4E2D;&#x5FC3;&#x9175;&#x7D20;&#x3092;&#x518D;&#x8A2D;&#x8A08;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x3001;&#x7D4C;&#x8DEF;&#x304C;&#x751F;&#x6210;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x4E0D;&#x81EA;&#x7136;&#x306A;&#x4E2D;&#x7D1A;&#x4EE5;&#x4E0A;&#x3092;&#x56DE;&#x3059;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x8907;&#x96D1;&#x306A;&#x7D4C;&#x8DEF;&#x306E;&#x9175;&#x7D20;&#x306E;&#x57FA;&#x8CEA;&#x7279;&#x7570;&#x6027;&#x306E;&#x5909;&#x8ABF;&#x306F;&#x3001;&#x3057;&#x305F;&#x304C;&#x3063;&#x3066;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x30A2;&#x30EB;&#x30AB;&#x30ED;&#x30A4;&#x30C9;&#x306E;&#x4EE3;&#x8B1D;&#x5DE5;&#x5B66;&#x52AA;&#x529B;&#x3092;&#x6709;&#x52B9;&#x306B;&#x3059;&#x308B;&#x53EF;&#x80FD;&#x6027;&#x304C;&#x9AD8;&#x3044;&#x3067;&#x3059;&#x3002;

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&#xC2E0;&#xC9C4; &#xC5D4;&#xC9C0;&#xB2C8;&#xC5B4;&#xB9C1; &#xB178;&#xB825; &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xC9C4; &#xD575; &#xACBD;&#xB85C; &#xC81C;&#xD55C; &#xB418;&#xC5B4; &#xC788;&#xC9C0;&#xB9CC; &#xC2DD;&#xBB3C; &#xBBF8;&#xCE58; &#xC8E0; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xAD6C;&#xC870;&#xC640; &#xC81C;&#xC57D; &#xD65C;&#xB3D9; &#xC804;&#xC2DC;. Strictosidine synthase (STR)&#xC740; 2, 000 &#xAC1C; &#xC774;&#xC0C1;&#xC758; terpene indole &#xBBF8;&#xCE58; &#xC8E0;&#xC758; &#xC0DD; &#xD569;&#xC131;&#xC5D0;&#xC11C; &#xCEE4;&#xBC0B;&#xB41C; &#xCCAB;&#xAC78;&#xC74C; &#xC774;&#xB2E4;. &#xC120;&#xD0DD;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; secologanin &#xAE30;&#xC9C8; &#xC544;&#xB0A0;&#xB85C;&#xADF8;&#xC5D0; &#xB9DE;&#xAC8C; STR &#xBC14;&#xC778;&#xB529; &#xD3EC;&#xCF13;&#xC758; &#xD569;&#xB9AC;&#xC801;&#xC778; &#xC7AC;&#xC124;&#xACC4;&#xB97C; &#xC124;&#xBA85; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xB3CC;&#xC5F0;&#xBCC0;&#xC774; chemoselectively derivatized &#xC218; &#xC788;&#xB294; &#xAE30;&#xD310;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC120;&#xD0DD;&#xC801;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;. Terpene indole &#xC54C;&#xCE7C;&#xB85C;&#xC774;&#xB4DC; &#xD1B5;&#xB85C;&#xC758; &#xC774;&#xD6C4; &#xB2E8;&#xACC4;&#xC5D0;&#xC11C;&#xC774; &#xAE30;&#xC9C8;&#xC744; &#xCC98;&#xB9AC;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xB294;&#xC9C0; &#xC99D;&#xAC70; &#xC81C;&#xACF5; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC791;&#xC5C5;&#xC774; &#xC54C;&#xCE7C;&#xB85C;&#xC774;&#xB4DC; &#xD1B5;&#xB85C;&#xC758; &#xC911;&#xC559; &#xD6A8;&#xC18C; &#xC7AC;&#xC124;&#xACC4; &#xB420; &#xC218; &#xC788;&#xB294; &#xD1B5;&#xB85C;&#xAC00; &#xC0DD;&#xC131; &#xB418;&#xB294; &#xBD80;&#xC790;&#xC5F0; &#xC2A4;&#xB7EC;&#xC6B4; &#xC911;&#xAE09; &#xC774;&#xC0C1; &#xC124;&#xC815;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4; &#xD558;&#xB294; &#xBC29;&#xBC95;&#xC744; &#xBCF4;&#xC5EC; &#xC90D;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774; &#xBCF5;&#xC7A1; &#xD55C; &#xD1B5;&#xB85C;&#xC758; &#xD6A8;&#xC18C;&#xC758; &#xAE30;&#xC9C8; &#xD2B9;&#xC774;&#xC131;&#xC758; &#xBCC0;&#xC870;&#xB294; &#xC2E0;&#xC9C4; &#xC5D4;&#xC9C0;&#xB2C8;&#xC5B4;&#xB9C1; &#xB178;&#xB825; &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xBBF8;&#xCE58; &#xC8E0; &#xC218; &#xC788;&#xB3C4;&#xB85D;.

&#xC54C;&#xCE7C;&#xB85C;&#xC774;&#xB4DC; &#xC0DD; &#xD569;&#xC131;&#xC5D0; &#xC911;&#xC559; &#xD6A8;&#xC18C;&#xC758; &#xC7AC;&#xC124;&#xACC4;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;.

Alcaloides de la planta exhiben una gran variedad de estructuras y actividades farmac&eacute;uticas, aunque los esfuerzos de ingenier&iacute;a metab&oacute;licos en estas v&iacute;as eucariotas han limitado. Strictosidine synthase (STR) es el primer paso comprometido en la bios&iacute;ntesis de los alcaloides de indol de m&aacute;s de 2 mil terpeno. Describimos un redise&ntilde;o racional del bolsillo STR vinculante para acomodar selectivamente secologanina an&aacute;logos del sustrato. El mutante es selectivo para un sustrato que puede ser chemoselectively derivatizada. Se proporciona evidencia que este sustrato puede ser procesado por pasos posteriores del camino del alcaloide del indol del terpeno. El trabajo demuestra que la enzima central de esta v&iacute;a de alcaloide puede ser redise&ntilde;ada y que el camino puede voltear el antinatural intermedio que se genera. Modulaci&oacute;n de la especificidad de sustrato de las enzimas de esta v&iacute;a compleja por lo tanto es probable que permiten esfuerzos de ingenier&iacute;a metab&oacute;licos de estos alcaloides.

Redise&ntilde;o de una enzima central en bios&iacute;ntesis de alcaloide.

FtsZ &#x86CB;&#x767D;&#x3001; &#x5FAE;&#x7BA1;&#x86CB;&#x767D;&#x6837;&#x86CB;&#x767D;&#xFF0C;&#x5728;&#x539F;&#x6838;&#x7EC6;&#x80DE;&#x5206;&#x88C2;&#x4E2D;&#x53D1;&#x6325;&#x4E86;&#x4E3E;&#x8DB3;&#x8F7B;&#x91CD;&#x7684;&#x4F5C;&#x7528;&#x3002;&#x5B83;&#x4F53;&#x5185;&#x672C;&#x5730;&#x5316;&#x5230; midcell &#x5E76;&#x6C47;&#x7F16;&#x6210;&#x4E00;&#x4E2A;&#x73AF;&#x5F62;&#x7ED3;&#x6784; Z &#x6212;&#x6307;&#x3002;Z-&#x73AF;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x5FC5;&#x4E0D;&#x53EF;&#x5C11;&#x7684;&#x811A;&#x624B;&#x67B6;&#x62DB;&#x8058;&#x6240;&#x6709;&#x5176;&#x4ED6;&#x53F8;&#x86CB;&#x767D;&#x8D28;&#x5E76;&#x751F;&#x6210;&#x6536;&#x7F29;&#x529B;&#x7684;&#x80DE;&#x8D28;&#x5206;&#x88C2;&#xFF0C;&#x4F46;&#x5176;&#x5206;&#x5B50;&#x7ED3;&#x6784;&#x4ECD;&#x662F;&#x672A;&#x77E5;&#x3002;&#x7535;&#x5B50;&#x663E;&#x5FAE;&#x955C; (EM) &#x5DF2;&#x7ECF;&#x5931;&#x8D25;&#x68C0;&#x6D4B;&#x7531;&#x4E8E;&#x5BC6;&#x96C6;&#x7EC6;&#x80DE;&#x8D28;&#x7684;&#x7EC6;&#x83CC;&#x7EC6;&#x80DE;&#xFF0C;&#x5728; Z &#x73AF;&#x548C;&#x5E38;&#x89C4;&#x8367;&#x5149;&#x5149;&#x955C; (FLM) &#x53EA;&#x63D0;&#x4F9B;&#x4E86;&#x6709;&#x9650;&#x7A7A;&#x95F4;&#x5206;&#x8FA8;&#x7387; &#xFF08;200-300 nm&#xFF09; &#x56FE;&#x50CF;&#xFF0C;&#x7531;&#x4E8E;&#x5149;&#x7684;&#x884D;&#x5C04;&#x3002;&#x56E0;&#x6B64;&#xFF0C;&#x9274;&#x4E8E;&#x7EC6;&#x83CC;&#x7EC6;&#x80DE;&#x7684;&#x4F53;&#x79EF;&#x8F83;&#x5C0F;&#xFF0C;&#x6807;&#x8BC6;&#x5728; Z &#x73AF;&#x4F53;&#x5185;&#x7ED3;&#x6784;&#x63D0;&#x51FA;&#x4E86;&#x76F8;&#x5F53;&#x5927;&#x7684;&#x6311;&#x6218;&#x3002;&#x5728;&#x8FD9;&#x91CC;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x7528;&#x5149;&#x6D3B;&#x5316;&#x672C;&#x5730;&#x5316;&#x663E;&#x5FAE;&#x955C; (&#x68D5;&#x6988;) &#x5355;&#x5206;&#x5B50;&#x57FA;&#x4E8E;&#x8D85;&#x5206;&#x8FA8;&#x6210;&#x50CF;&#x6280;&#x672F;&#xFF0C;&#x6765;&#x5B9A;&#x6027;&#x7684; Z-&#x73AF;&#x5728;&#x5927;&#x80A0;&#x6746;&#x83CC;&#x4F53;&#x5185;&#x7ED3;&#x6784;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x53D6;&#x5F97;&#x7684; &sim;35 nm &#x7684;&#x7A7A;&#x95F4;&#x5206;&#x8FA8;&#x7387;&#x548C;&#x53D1;&#x73B0;&#x9664;&#x4E86;&#x9884;&#x671F;&#x7684;&#x73AF;&#x5F62;&#x6784;&#xFF0C;&#x5927;&#x80A0;&#x6746;&#x83CC; Z &#x6307;&#x73AF;&#x91C7;&#x7528;&#x65B0;&#x578B;&#x538B;&#x7F29;&#x87BA;&#x65CB;&#x6784;&#x8C61;&#x4E0E;&#x53EF;&#x53D8;&#x87BA;&#x65CB;&#x957F;&#x5EA6;&#x548C;&#x95F4;&#x8DDD;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x6D4B;&#x91CF;&#x539A;&#x5EA6;&#x7684; Z &#x73AF;&#x4E3A; &sim;110 nm &#x548C; FtsZ &#x5206;&#x5B50;&#x5185;&#x73AF; Z &#x8981;&#x5927;&#x4E8E;&#x6240;&#x9700;&#x8981;&#x7684;&#x5355;&#x5C42;&#x5E73;&#x9762;&#x529F;&#x80FD;&#x533A;&#x914D;&#x7F6E;&#x7684;&#x5806;&#x79EF;&#x5BC6;&#x5EA6;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x7684;&#x7814;&#x7A76;&#x7ED3;&#x679C;&#x5F3A;&#x70C8;&#x5EFA;&#x8BAE; Z &#x73AF;&#x7531;&#x968F;&#x673A;&#x5728;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x7684;&#x7EB5;&#x5411;&#x3001; &#x5F84;&#x5411;&#x65B9;&#x5411;&#x5F7C;&#x6B64;&#x91CD;&#x53E0;&#x7684; FtsZ &#x539F;&#x677E;&#x675F;&#x7EC4;&#x6210;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x7684;&#x7ED3;&#x679C;&#x91CD;&#x5927;&#x6D1E;&#x5BDF; Z &#x73AF;&#x7A7A;&#x95F4;&#x7684;&#x7EC4;&#x7EC7;&#xFF0C;&#x5E76;&#x4E3A;&#x8FDB;&#x4E00;&#x6B65;&#x8C03;&#x67E5;&#x7684;&#x7ED3;&#x6784;&#x4E0E;&#x529F;&#x80FD;&#x5173;&#x7CFB;&#x548C;&#x4F9D;&#x8D56;&#x7EC6;&#x80DE;&#x5468;&#x671F;&#x7684;&#x8C03;&#x63A7;&#x5728; Z &#x73AF;&#x6253;&#x5F00;&#x5927;&#x95E8;&#x3002;

&#x663E;&#x793A;&#x672C;&#x5730;&#x5316;&#x955C;&#x5149;&#x6D3B;&#x5316; (PALM) &#x7684;&#x5927;&#x80A0;&#x6746;&#x83CC; FtsZ &#x73AF;&#x4F53;&#x5185;&#x7ED3;&#x6784;&#x3002;

The FtsZ protein, a tubulin-like GTPase, plays a pivotal role in prokaryotic cell division. In vivo it localizes to the midcell and assembles into a ring-like structure-the Z-ring. The Z-ring serves as an essential scaffold to recruit all other division proteins and generates contractile force for cytokinesis, but its supramolecular structure remains unknown. Electron microscopy (EM) has been unsuccessful in detecting the Z-ring due to the dense cytoplasm of bacterial cells, and conventional fluorescence light microscopy (FLM) has only provided images with limited spatial resolution (200-300 nm) due to the diffraction of light. Hence, given the small sizes of bacteria cells, identifying the in vivo structure of the Z-ring presents a substantial challenge. Here, we used photoactivated localization microscopy (PALM), a single molecule-based super-resolution imaging technique, to characterize the in vivo structure of the Z-ring in E. coli. We achieved a spatial resolution of âˆ¼35 nm and discovered that in addition to the expected ring-like conformation, the Z-ring of E. coli adopts a novel compressed helical conformation with variable helical length and pitch. We measured the thickness of the Z-ring to be âˆ¼110 nm and the packing density of FtsZ molecules inside the Z-ring to be greater than what is expected for a single-layered flat ribbon configuration. Our results strongly suggest that the Z-ring is composed of a loose bundle of FtsZ protofilaments that randomly overlap with each other in both longitudinal and radial directions of the cell. Our results provide significant insight into the spatial organization of the Z-ring and open the door for further investigations of structure-function relationships and cell cycle-dependent regulation of the Z-ring.

In vivo structure of the E. coli FtsZ-ring revealed by photoactivated localization microscopy (PALM).

La prot&eacute;ine FtsZ, une GTPase de la tubuline-like, joue un r&ocirc;le central dans la division cellulaire procaryote. In vivo, elle se localise &agrave; la midcell et assemble en un anneau comme structure-le Z-ring. L&#39;anneau Z sert un &eacute;chafaudage indispensable de recruter toutes les autres prot&eacute;ines de division et g&eacute;n&egrave;re une force contractile de la cytokin&egrave;se, mais sa structure supramol&eacute;culaire reste inconnue. Microscopie &eacute;lectronique (me) n&#39;a pas r&eacute;ussie &agrave; d&eacute;tecter le &quot;Z-ring&quot; en raison du cytoplasme dense de cellules bact&eacute;riennes, et microscopie de fluorescence conventionnels (FLM) a seulement fourni des images avec une r&eacute;solution spatiale limit&eacute;e (200-300 nm) en raison de la diffraction de la lumi&egrave;re. Par cons&eacute;quent, &eacute;tant donn&eacute; la petite taille des cellules bact&eacute;riennes, identifiant la structure in vivo de l&#39;anneau Z pr&eacute;sente un d&eacute;fi consid&eacute;rable. Ici, nous avons utilis&eacute; la microscopie localisation photoactiv&eacute;es (PALM), une technique d&#39;imagerie unique ax&eacute;e sur la mol&eacute;cule Super-r&eacute;solution, pour caract&eacute;riser la structure in vivo de l&#39;anneau Z chez e. coli. Nous avons atteint une r&eacute;solution spatiale de &sim;35 nm et d&eacute;couvert qu&#39;outre la conformation anneau comme pr&eacute;vue, le &quot;Z-ring&quot; d&#39;e. coli adopte une conformation h&eacute;lico&iuml;dale compress&eacute;e roman avec h&eacute;lice de longueur variable et hauteur. Nous avons mesur&eacute; l&#39;&eacute;paisseur de l&#39;anneau Z &agrave; &sim;110 nm et la densit&eacute; de FtsZ mol&eacute;cules &agrave; l&#39;int&eacute;rieur de l&#39;anneau Z est sup&eacute;rieure &agrave; ce qui est attendu pour une configuration simple-pos&eacute;e un ruban plat. Nos r&eacute;sultats sugg&egrave;rent fortement que l&#39;anneau Z est compos&eacute; d&#39;une touffe l&acirc;che de protofilaments FtsZ qui au hasard se chevauchent entre eux dans le sens longitudinal et radial le sens de la cellule. Nos r&eacute;sultats donnent un aper&ccedil;u significatif de l&#39;organisation spatiale de l&#39;anneau Z et ouvrent la porte pour compl&eacute;ment d&#39;enqu&ecirc;te des relations structure-fonction et r&eacute;gulation cycle cellulaire d&eacute;pendante du Z-Ring.

Structure in vivo de l&#39;e. coli FtsZ-anneau r&eacute;v&eacute;l&eacute; par microscopie de localisation photoactiv&eacute;es (PALM).

Das Protein FtsZ, eine Tubulin-&auml;hnlichen GTPase, spielt eine zentrale Rolle in prokaryotischen Zellteilung. In vivo es lokalisiert, die Midcell und baut in einem Ring-&auml;hnlichen Struktur-die Z-Ring. Der Z-Ring dient als eine wesentliche Ger&uuml;st aller anderen Unternehmensbereich Proteine zu rekrutieren und generiert KONTRAKTILER Kraft f&uuml;r Zellteilung, aber seine supramolekulare Struktur ist noch nicht bekannt. Elektronenmikroskopie (EM) unterlegen, bei der Aufdeckung des Z-Ringes aufgrund der dichten Zytoplasma der bakteriellen Zellen und konventioneller Licht Fluoreszenzmikroskopie (FLM) hat nur Bilder mit begrenzten r&auml;umlichen Aufl&ouml;sung (200-300 nm) durch die Beugung des Lichts. Daher stellt angesichts die kleinen Gr&ouml;&szlig;en von Bakterienzellen, Identifizierung der in-vivo Struktur des Z-Rings eine erhebliche Herausforderung. Hier haben wir Photoactivated Lokalisationsmikroskopie (PALM), ein einzelnes Molek&uuml;l-basierte superaufl&ouml;sende bildgebendes Verfahren, verwendet, um die in-vivo-Struktur des Z-Rings in E. Coli zu charakterisieren. Wir haben eine r&auml;umliche Aufl&ouml;sung von &sim;35 nm und entdeckt, dass neben den erwarteten Ring-wie Konformation, der Z-Ring von E. Coli eine neuartige komprimierte spiralf&ouml;rmige Konformation mit spiralf&ouml;rmiger Sonderl&auml;nge und Tonh&ouml;he annimmt. Wir messen die Dicke des Z-Ring zu &sim;110 nm und die Packungsdichte der FtsZ Molek&uuml;le innerhalb der Z-Ring unbedingt gr&ouml;&szlig;er als was f&uuml;r eine einschichtige Flachband-Konfiguration erwartet wird. Unsere Ergebnisse empfehlen dringend, dass der Z-Ring ein lose B&uuml;ndel von FtsZ Protofilaments besteht, die nach dem Zufallsprinzip miteinander in sowohl in L&auml;ngs-als auch in radialen Richtungen der Zelle &uuml;berlappen. Unsere Ergebnisse wesentliche Einblicke in die r&auml;umliche Organisation des Z-Ring und &ouml;ffnen die T&uuml;r f&uuml;r weitere Untersuchungen von Struktur-Funktionsbeziehungen und Zellzyklus-abh&auml;ngige Regulation der Z-Ring.

In-vivo-Struktur des E. Coli FtsZ-Rings von Photoactivated Lokalisationsmikroskopie (PALM) offenbart.

La proteina FtsZ, un simil-tubulina GTPase, gioca un ruolo fondamentale nella divisione delle cellule procariote. In vivo si localizza alla midcell e assembla in un anello-come la struttura Z-ring. Z-ring serve come un&#39;impalcatura essenziale per l&#39;assunzione di tutte le altre proteine di divisione e genera forza contrattile per Citocinesi in, ma la sua struttura supramolecolare rimane sconosciuto. Microscopia elettronica (EM) &egrave; rimasta soccombente nel rilevare il Z-ring a causa del denso citoplasma delle cellule batteriche e microscopia di fluorescenza convenzionali (FLM) ha fornito solo immagini con risoluzione spaziale limitata (200-300 nm) a causa della diffrazione della luce. Quindi, date le piccole dimensioni delle cellule di batteri, individuando la struttura in vivo dell&#39;anello Z presenta una notevole sfida. Qui, abbiamo usato photoactivated microscopia di localizzazione (Palma), una tecnica di imaging basata sulla molecola singola Super-risoluzione, per caratterizzare la struttura in vivo dell&#39;anello Z in e. coli. Abbiamo ottenuto una risoluzione spaziale di &sim;35 nm e scoperto che oltre alla conformazione del anello-come prevista, l&#39;anello Z di e. coli adotta una romanzo compressa conformazione elicoidale con lunghezza variabile elicoidale e pece. Abbiamo misurato lo spessore dell&#39;anello Z di essere &sim;110 nm e la densit&agrave; di intasamento di FtsZ molecole all&#39;interno dell&#39;anello Z &egrave; maggiore di quello che &egrave; previsto per una configurazione a singolo strato di nastro piatto. I nostri risultati suggeriscono fortemente che l&#39;anello Z &egrave; composto da un fascio sciolto di FtsZ protofilamenti che casualmente si sovrappongono a vicenda nelle direzioni longitudinale e radiale della cella. I nostri risultati forniscono informazioni significative nell&#39;organizzazione spaziale della Z-ring e aprire la porta per ulteriori indagini di relazioni struttura-funzione e regolazione del ciclo cellulare-dipendente dell&#39;anello Z.

Struttura in vivo dell&#39;Escherichia coli FtsZ anello rivelato da microscopia di localizzazione photoactivated (PALM).

FtsZ &#x86CB;&#x767D;&#x8CEA;&#x3001;&#x30C1;&#x30E5;&#x30FC;&#x30D6;&#x30EA;&#x30F3;&#x69D8; GTPase&#x3001;&#x539F;&#x6838;&#x751F;&#x7269;&#x306E;&#x7D30;&#x80DE;&#x5206;&#x88C2;&#x306B;&#x6975;&#x3081;&#x3066;&#x91CD;&#x8981;&#x306A;&#x5F79;&#x5272;&#x3092;&#x679C;&#x305F;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;In vivo &#x3067;&#x305D;&#x308C;&#x306B; midcell &#x3092;&#x30ED;&#x30FC;&#x30AB;&#x30E9;&#x30A4;&#x30BA;&#x3057;&#x3001;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306A;&#x69CB;&#x9020;&#x3001;Z &#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x306B;&#x7D44;&#x307F;&#x7ACB;&#x3066;&#x307E;&#x3059;&#x3002;Z &#x306E;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x306F;&#x4ED6;&#x306E;&#x3059;&#x3079;&#x3066;&#x306E;&#x90E8;&#x9580;&#x306E;&#x86CB;&#x767D;&#x8CEA;&#x3092;&#x52DF;&#x96C6;&#x3059;&#x308B;&#x306B;&#x4E0D;&#x53EF;&#x6B20;&#x306A;&#x8DB3;&#x5834;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x63D0;&#x4F9B;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3001;&#x5206;&#x88C2;&#x306E;&#x53CE;&#x7E2E;&#x529B;&#x3092;&#x751F;&#x6210;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x304C;&#x3001;&#x305D;&#x306E;&#x8D85;&#x5206;&#x5B50;&#x69CB;&#x9020;&#x306F;&#x4E0D;&#x660E;&#x306E;&#x307E;&#x307E;&#x3002;&#x96FB;&#x5B50;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x691C;&#x67FB; (EM) &#x304C;&#x7D30;&#x83CC;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x5BC6;&#x306A;&#x7D30;&#x80DE;&#x8CEA;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E; Z &#x306E;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x306E;&#x691C;&#x51FA;&#x306B;&#x6210;&#x529F;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3057;&#x3001;&#x5F93;&#x6765;&#x306E;&#x86CD;&#x5149;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x691C;&#x67FB; (FLM) &#x306E;&#x307F;&#x5149;&#x306E;&#x56DE;&#x6298;&#x306B;&#x3088;&#x308B;&#x9650;&#x3089;&#x308C;&#x305F;&#x7A7A;&#x9593;&#x5206;&#x89E3;&#x80FD; (200-300 nm) &#x306E;&#x753B;&#x50CF;&#x3092;&#x63D0;&#x4F9B;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3057;&#x305F;&#x304C;&#x3063;&#x3066;&#x3001;&#x7D30;&#x83CC;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x5C0F;&#x3055;&#x306A;&#x30B5;&#x30A4;&#x30BA;&#x3092;&#x8003;&#x3048;&#x308B;&#x3068;&#x3001;Z &#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x306E; in vivo &#x3067;&#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x3092;&#x8B58;&#x5225;&#x3059;&#x308B;&#x3001;&#x5B9F;&#x8CEA;&#x7684;&#x306A;&#x8AB2;&#x984C;&#x3092;&#x63D0;&#x793A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x3053;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x5927;&#x8178;&#x83CC;&#x306E; Z &#x306E;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x306E; in vivo &#x69CB;&#x9020;&#x3092;&#x7279;&#x5FB4;&#x3065;&#x3051;&#x308B;&#x751F;&#x3058;&#x308B;&#x5149;&#x6D3B;&#x6027;&#x7684;&#x5C40;&#x5728;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1; &#xFF08;&#x30D1;&#x30FC;&#x30E0;&#xFF09;&#x3001;&#x5358;&#x4E00;&#x5206;&#x5B50;&#x30D9;&#x30FC;&#x30B9;&#x8D85;&#x89E3;&#x50CF;&#x30A4;&#x30E1;&#x30FC;&#x30B8;&#x30F3;&#x30B0;&#x6280;&#x8853;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&sim;35 nm &#x306E;&#x7A7A;&#x9593;&#x5206;&#x89E3;&#x80FD;&#x3092;&#x9054;&#x6210;&#x3057;&#x3001;&#x4E88;&#x60F3;&#x306E;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x72B6;&#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x306B;&#x52A0;&#x3048;&#x3066;&#x3001;&#x5C0F;&#x8AAC;&#x306E;&#x5727;&#x7E2E;&#x30D8;&#x30EA;&#x30AB;&#x30EB;&#x69CB;&#x9020;&#x53EF;&#x5909;&#x30D8;&#x30EA;&#x30AB;&#x30EB;&#x9577;&#x3068;&#x30D4;&#x30C3;&#x30C1;&#x306E;&#x30A8;&#x30B7;&#x30A7;&#x30EA;&#x30D2;&#x30A2;&#x5C5E;&#x5927;&#x8178;&#x83CC;&#x306E; Z &#x306E;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x3092;&#x63A1;&#x7528;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x767A;&#x898B;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x6211;&#x3005; &#x306F;&#x3001;&sim;110 nm &#x3092; Z &#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x306E;&#x539A;&#x3055;&#x3068; FtsZ &#x5206;&#x5B50;&#x5358;&#x5C64;&#x30D5;&#x30E9;&#x30C3;&#x30C8; &#x30EA;&#x30DC;&#x30F3;&#x69CB;&#x6210;&#x306E;&#x4E88;&#x60F3;&#x3088;&#x308A;&#x3082;&#x5927;&#x304D;&#x3044;&#x3053;&#x3068;&#x3092; Z &#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x306E;&#x5185;&#x5074;&#x306E;&#x5145;&#x586B;&#x5BC6;&#x5EA6;&#x3092;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;Z &#x30EA;&#x30F3;&#x30B0; &#x30E9;&#x30F3;&#x30C0;&#x30E0;&#x306B;&#x76F8;&#x4E92;&#x306B;&#x30BB;&#x30EB;&#x306E;&#x7E26;&#x65B9;&#x5411;&#x3068;&#x653E;&#x5C04;&#x72B6;&#x306E;&#x4E21;&#x65B9;&#x306E;&#x65B9;&#x5411;&#x3067;&#x91CD;&#x306A;&#x308B; FtsZ &#x30E6;&#x30E9;&#x30E6;&#x30E9;&#x7DE9;&#x3044;&#x30D0;&#x30F3;&#x30C9;&#x30EB;&#x3067;&#x69CB;&#x6210;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x304C;&#x5F37;&#x304F;&#x793A;&#x5506;&#x3055;&#x308C;&#x305F;.&#x6211;&#x3005; &#x306E;&#x7D50;&#x679C; Z &#x306E;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x306E;&#x7A7A;&#x9593;&#x7D44;&#x7E54;&#x306B;&#x91CD;&#x8981;&#x306A;&#x6D1E;&#x5BDF;&#x529B;&#x3092;&#x63D0;&#x4F9B;&#x3057;&#x3001;&#x3055;&#x3089;&#x306A;&#x308B;&#x8ABF;&#x67FB;&#x306E;&#x69CB;&#x9020;-&#x6A5F;&#x80FD;&#x76F8;&#x95A2;&#x3068; Z &#x306E;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x306E;&#x7D30;&#x80DE;&#x5468;&#x671F;&#x4F9D;&#x5B58;&#x7684;&#x306A;&#x8ABF;&#x7BC0;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x30C9;&#x30A2;&#x3092;&#x958B;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x751F;&#x3058;&#x308B;&#x5149;&#x6D3B;&#x6027;&#x7684;&#x30ED;&#x30FC;&#x30AB;&#x30EA;&#x30BC;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3; &#xFF08;&#x30D1;&#x30FC;&#x30E0;&#xFF09; &#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x306B;&#x3088;&#x308B;&#x5927;&#x8178;&#x83CC; FtsZ &#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x306E; in vivo &#x69CB;&#x9020;&#x3002;

FtsZ &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; tubulin &#xAC19;&#xC740; GTPase prokaryotic &#xC138;&#xD3EC; &#xBD84;&#xC5F4;&#xC5D0; &#xC911;&#xCD94;&#xC801;&#xC778; &#xC5ED;&#xD560;&#xC744; &#xD55C;&#xB2E4;. Vivo&#xC5D0;&#xC11C; &#xADF8;&#xAC83;&#xC740; midcell localizes &#xACE0; &#xACE0;&#xB9AC; &#xBAA8;&#xC591;&#xC758; &#xAD6C;&#xC870;&#xB294; Z-&#xBC18;&#xC9C0;&#xB85C; &#xC870;&#xB9BD;. Z-&#xB9C1; &#xC5ED;&#xD560;&#xC744; &#xB2E4;&#xB978; &#xBAA8;&#xB4E0; &#xBD80;&#xBB38; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8;&#xC744; &#xBCF4;&#xCDA9; &#xD558;&#xB294; &#xD544;&#xC218;&#xC801;&#xC778; &#xBE44; &#xACC4; &#xBC0F; cytokinesis, &#xC218;&#xCD95; &#xC131; &#xD798;&#xC744; &#xC0DD;&#xC131; &#xD558;&#xC9C0;&#xB9CC; supramolecular &#xAD6C;&#xC870; &#xC54C; &#xC218; &#xC5C6;&#xB294; &#xB0A8;&#xC544; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC804;&#xC790; &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD; (EM)&#xC744; &#xAC80;&#xCD9C; &#xD558;&#xB294; &#xBC15;&#xD14C;&#xB9AC;&#xC544; &#xC138;&#xD3EC;&#xC758; &#xBC00;&#xB3C4; &#xC138;&#xD3EC;&#xC9C8; &#xC778; Z &#xB9C1;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC131;&#xACF5; &#xD588;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4; &#xD558; &#xACE0; &#xAE30;&#xC874;&#xC758; &#xD615;&#xAD11; &#xAC00;&#xBCBC;&#xC6B4; &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD; &#xAC80;&#xC0AC; &#xBC95; (FLM)&#xB9CC; &#xBE5B;&#xC758; &#xD68C;&#xC808;&#xC73C;&#xB85C; &#xC778;&#xD574; &#xC81C;&#xD55C; &#xB41C; &#xACF5;&#xAC04; &#xBD84;&#xD574;&#xB2A5; (200-300 nm) &#xC774;&#xBBF8;&#xC9C0;&#xB97C; &#xC81C;&#xACF5; &#xD588;&#xB2E4;. &#xB530;&#xB77C;&#xC11C;, &#xBC15;&#xD14C;&#xB9AC;&#xC544; &#xC138;&#xD3EC;&#xC758; &#xC791;&#xC740; &#xD06C;&#xAE30;&#xB97C; &#xAC10;&#xC548;&#xD560; &#xB54C;, &#xC0C1;&#xB2F9;&#xD55C; &#xB3C4;&#xC804;&#xC744; &#xC120;&#xBB3C; &#xD55C;&#xB2E4; Z-&#xB9C1;&#xC758; in vivo &#xAD6C;&#xC870; &#xC2DD;&#xBCC4;. &#xC5EC;&#xAE30;, photoactivated &#xC9C0;&#xC5ED;&#xD654; &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD; &#xAC80;&#xC0AC; &#xBC95; (&#xD31C;), &#xB2E8;&#xC77C; &#xBD84;&#xC790; &#xAE30;&#xBC18; &#xC288;&#xD37C; &#xACE0;&#xD574;&#xC0C1;&#xB3C4; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9D5; &#xAE30;&#xC220;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558;&#xB294; Z &#xBC18;&#xC9C0; &#xB300;&#xC7A5;&#xADE0;&#xC758; &#xC0DD;&#xCCB4; &#xC870;&#xAC74; &#xAD6C;&#xC870;&#xB97C; &#xB098;&#xD0C0;&#xB0C5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC; &sim;35 nm&#xC758; &#xACF5;&#xAC04; &#xD574;&#xC0C1;&#xB3C4; &#xB2EC;&#xC131; &#xD558; &#xACE0; &#xC608;&#xC0C1;&#xB41C; &#xACE0;&#xB9AC; &#xBAA8;&#xC591;&#xC758; &#xAD6C;&#xC870; &#xBFD0;&#xB9CC; &#xC544;&#xB2C8;&#xB77C; &#xB300;&#xC7A5;&#xADE0;&#xC758; Z &#xB9C1; &#xCC44;&#xD0DD; &#xAC00;&#xBCC0; &#xD5EC;&#xB9AC;&#xCEEC; &#xAE38;&#xC774;&#xC640; &#xD53C;&#xCE58; &#xC18C;&#xC124; &#xC555;&#xCD95; &#xB41C; &#xB098;&#xC120;&#xD615; &#xAD6C;&#xC870;&#xB97C; &#xBC1C;&#xACAC; &#xD588;&#xB2E4;. &sim;110 nm &#xC218; Z &#xB9C1;&#xC758; &#xB450;&#xAED8; &#xD50C;&#xB7AB; &#xB9AC;&#xBCF8; &#xB2E8;&#xC77C; &#xACC4;&#xCE35; &#xAD6C;&#xC131;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC608;&#xC0C1; &#xBCF4;&#xB2E4; &#xB354; &#xD070; &#xAC83;&#xC73C;&#xB85C; Z &#xBC18;&#xC9C0; &#xC548;&#xCABD; FtsZ &#xBD84;&#xC790;&#xC758; &#xD328;&#xD0B9; &#xBC00;&#xB3C4; &#xCE21;&#xC815; &#xD588;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xC758; &#xACB0;&#xACFC; Z &#xBC18;&#xC9C0; &#xC784;&#xC758;&#xB85C; &#xC140;&#xC758; &#xACBD;&#xB3C4; &#xBC0F; &#xB808;&#xC774;&#xB514;&#xC5BC; &#xBC29;&#xD5A5;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC11C;&#xB85C; &#xACB9;&#xCE58;&#xB294; FtsZ protofilaments&#xC758; &#xB290;&#xC2A8;&#xD55C; &#xBC88;&#xB4E4;&#xC758; &#xAD6C;&#xC131; &#xC88B;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xC758; &#xACB0;&#xACFC; Z &#xBC18;&#xC9C0;&#xC758; &#xACF5;&#xAC04; &#xC870;&#xC9C1;&#xC5D0; &#xC911;&#xC694; &#xD55C; &#xD1B5;&#xCC30;&#xB825;&#xC744; &#xC81C;&#xACF5; &#xD558; &#xACE0; &#xCD94;&#xAC00; &#xAD6C;&#xC870;-&#xAE30;&#xB2A5; &#xAD00;&#xACC4;&#xC758; &#xC870;&#xC0AC;&#xC640; Z-&#xB9C1;&#xC758; &#xC138;&#xD3EC; &#xC8FC;&#xAE30; &#xC758;&#xC874;&#xC801;&#xC778; &#xADDC;&#xC81C;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xBB38;&#xC744; &#xC5F4;&#xC5B4; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xB300;&#xC7A5;&#xADE0; FtsZ-&#xBC18;&#xC9C0; photoactivated &#xC9C0;&#xC5ED;&#xD654; &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD; &#xAC80;&#xC0AC; &#xBC95; (&#xD31C;)&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xACC4;&#xC2DC;&#xC758; &#xC0DD;&#xCCB4; &#xC870;&#xAC74; &#xAD6C;&#xC870;.

La prote&iacute;na FtsZ, una GTPasa de tubulina-como, juega un papel fundamental en la divisi&oacute;n de c&eacute;lulas procariota. In vivo se localiza a la midcell y ensambla en un anillo-como el estructura Z-anillo. El anillo Z sirve como un andamio esencial para reclutar todas otras prote&iacute;nas de la divisi&oacute;n y genera la fuerza contr&aacute;ctil de la citocinesis, pero su estructura supramolecular sigue siendo desconocido. La microscopia electr&oacute;nica (EM) no ha tenido &eacute;xito en la detecci&oacute;n del Z-anillo debido al denso citoplasma de las c&eacute;lulas bacterianas y microscop&iacute;a de fluorescencia convencional (FLM) s&oacute;lo ha proporcionado im&aacute;genes con una resoluci&oacute;n espacial limitada (200-300 nm) debido a la difracci&oacute;n de la luz. Por lo tanto, teniendo en cuenta los tama&ntilde;os peque&ntilde;os de c&eacute;lulas de las bacterias, identificar la estructura in vivo del anillo Z presenta un desaf&iacute;o importante. Aqu&iacute;, utilizamos microscop&iacute;a de localizaci&oacute;n fotoactivado (PALM), una t&eacute;cnica de imagen de super-resoluci&oacute;n basadas en la mol&eacute;cula sola, para caracterizar la estructura in vivo del Z-anillo en e. coli. Hemos alcanzado una resoluci&oacute;n espacial de &sim;35 nm y descubri&oacute; que adem&aacute;s de la esperada conformaci&oacute;n de anillo, el anillo Z de e. coli adopta una conformaci&oacute;n helicoidal comprimida novela con longitud variable helicoidal y paso. Para medir el grosor del anillo Z que &sim;110 nm y la densidad de las mol&eacute;culas de FtsZ dentro del ring de Z mayor que lo que se espera para la configuraci&oacute;n de una sola capa de cinta plana. Nuestros resultados sugieren fuertemente que el anillo Z se compone de un paquete de suelto de FtsZ protofilaments que al azar se superponen entre s&iacute; en direcciones radiales y longitudinales de la c&eacute;lula. Nuestros resultados proporcionan la penetraci&oacute;n importante en la organizaci&oacute;n espacial del anillo Z y abren la puerta para otras investigaciones de relaciones estructura-funci&oacute;n y regulaci&oacute;n del ciclo celular dependiente del anillo Z.

Estructura in vivo de la e. coli anillo FtsZ revelada por microscop&iacute;a de localizaci&oacute;n fotoactivado (PALM).

&#xC77C;&#xBC18;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; sulfonylureas, &#xD0C0;&#xC785; II &#xB2F9;&#xB1E8;&#xBCD1;&#xC744; &#xC704;&#xD574; &#xCE58;&#xB8CC;&#xB85C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xB418;&#xB294; (SUs) sulfonylurea &#xC218;&#xC6A9; &#xCCB4;&#xC5D0; &#xBC14;&#xC778;&#xB529;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xCDCC; &#xC7A5; &beta; &#xC138;&#xD3EC;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC778;&#xC290;&#xB9B0; &#xBD84; &#xBE44;&#xB97C; &#xC790;&#xADF9;. &#xADF8;&#xB7EC;&#xB098; &#xCD5C;&#xADFC;, SUs &#xB610;&#xD55C; exchange &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; &#xC9C1;&#xC811; &#xCEA0;&#xD504; 2 (Epac2)&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xD65C;&#xC131;&#xD654; &#xD65C;&#xC131;&#xD654; &#xD45C;&#xC2DC; &#xB418;&#xC5C8;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;, &#xADF8;&#xB9AC;&#xACE0;, &#xC791;&#xC740; &#xBD84;&#xC790;&#xC774; &#xC791;&#xC5C5;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC54C;&#xB824;&#xC838; &#xC788;&#xB2E4;. &#xC774;&#xBBF8;&#xC9D5; &#xBC14;&#xC774;&#xC624; &#xC13C;&#xC11C; &#xBC0F; &#xC0DD; &#xD654; &#xD655; &#xC801;&#xC778; &#xBD84;&#xC11D;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC;, &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; Epac2 &#xBC0F; Epac2 &#xC9C1;&#xC811; &#xBC14;&#xC778;&#xB529;&#xC744; &#xD1B5;&#xD574; &#xB2E4;&#xC6B4;&#xC2A4;&#xD2B8;&#xB9BC; &#xC2E0;&#xD638;&#xB97C; &#xD65C;&#xC131;&#xD654; &#xD558;&#xB294; SUs &#xBCF4;&#xC5EC;&#xC90D;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC; r447&#xC758; Epac2 &#xBE44;&#xD310;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xC218;&#xD638; &#xBC14;&#xC778;&#xB529;&#xC5D0; &#xCC38;&#xC5EC; &#xC2DD;&#xBCC4;&#xD560;. &#xCEA0;&#xD504;&#xC5D0;&#xC11C;&#xC774; &#xACE0;&#xC720;&#xD55C; &#xBC14;&#xC778;&#xB529; &#xC0AC;&#xC774;&#xD2B8; epac2&#xC758; allosteric &#xD65C;&#xC131;&#xD654;&#xC758; &#xC0C8;&#xB85C;&#xC6B4; &#xBAA8;&#xB4DC;&#xB97C; &#xAC00;&#xB9AC;&#xD0B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xB610;&#xD55C; Sus&#xB97C; &#xC120;&#xD0DD;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; Epac2 isoform &#xD558;&#xC9C0;&#xB9CC; &#xC544;&#xB2C8;&#xB77C;&#xB294; &#xBC00;&#xC811; &#xD558; &#xAC8C; &#xAD00;&#xB828; &#xB41C; Epac1, SUs isoform &#xC120;&#xD0DD;&#xC801; &#xD6A8;&#xC18C; &#xD65C;&#xC131;&#xC758; &#xC0C8;&#xB85C;&#xC6B4; &#xD074;&#xB798;&#xC2A4; &#xCD94;&#xAC00; &#xC124;&#xB9BD; &#xD65C;&#xC131;&#xD654; &#xBCF4;&#xC5EC;&#xC90D;&#xB2C8;&#xB2E4;.

Sulfonylurea Epac&#xC758; &#xC9C1;&#xC811;&#xC801;&#xC778; &#xD65C;&#xC131;&#xD654; isoform &#xC120;&#xD0DD;&#xC801;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;.

Utilizado como tratamiento para la diabetes tipo II, sulfonilureas (SUs) estimulan la secreci&oacute;n de insulina de las c&eacute;lulas &beta; pancre&aacute;ticas uni&eacute;ndose a los receptores de la sulfonilurea. Recientemente, han demostrado SUs tambi&eacute;n activar la prote&iacute;na de intercambio activada directamente por el campamento 2 (Epac2), sin embargo, poco se sabe sobre esta acci&oacute;n molecular. Usando im&aacute;genes del biosensor y an&aacute;lisis bioqu&iacute;mico, mostramos que SUs activan Epac2 y la se&ntilde;alizaci&oacute;n aguas abajo mediante enlace directo a Epac2. Identificamos m&aacute;s R447 de Epac2 para participar cr&iacute;ticamente en el enlace de SU. Este sitio de Uni&oacute;n distintas de campo apunta a un nuevo modo de activaci&oacute;n alost&eacute;rica de Epac2. Tambi&eacute;n demostramos que SUs activan selectivamente la isoforma Epac2, pero no la Epac1 estrechamente relacionados, estableciendo adem&aacute;s SUs como una nueva clase de activadores de la isoforma selectivo de la enzima.

Activaci&oacute;n directa de Epac por sulfonilurea es isoforma selectiva.

&#x901A;&#x5E38;&#x7528;&#x4F5C;&#x6CBB;&#x7597; II &#x578B;&#x7CD6;&#x5C3F;&#x75C5;&#x3001; &#x78FA;&#x8132;&#x7C7B;&#x836F;&#x7269; &#xFF08;SUs&#xFF09; &#x523A;&#x6FC0;&#x80F0;&#x5C9B;&#x7D20;&#x5206;&#x6CCC;&#x4ECE;&#x80F0;&#x817A; &beta; &#x7EC6;&#x80DE;&#x7684;&#x7ED1;&#x5B9A;&#x5BF9;&#x78FA;&#x9170;&#x8132;&#x7C7B;&#x53D7;&#x4F53;&#x3002;&#x6700;&#x8FD1;&#xFF0C;&#x8868;&#x660E; SUs &#x8FD8;&#x6FC0;&#x6D3B;&#x4EA4;&#x6362;&#x86CB;&#x767D;&#x7684;&#x76F4;&#x63A5;&#x6FC0;&#x6D3B;&#x7684;&#x8425;&#x5730; 2 &#xFF08;Epac2&#xFF09;&#x3001; &#x77E5;&#x672C;&#x5206;&#x5B50;&#x884C;&#x52A8;&#x4E0D;&#x8FC7;&#xFF0C;&#x751A;&#x5C11;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x4F7F;&#x7528;&#x751F;&#x7269;&#x4F20;&#x611F;&#x5668;&#x6210;&#x50CF;&#x548C;&#x751F;&#x5316;&#x5206;&#x6790;&#xFF0C;&#x663E;&#x793A; SUs &#x6FC0;&#x6D3B; Epac2 &#x548C;&#x4E0B;&#x6E38;&#x4FE1;&#x53F7;&#x901A;&#x8FC7;&#x76F4;&#x63A5;&#x7ED1;&#x5B9A;&#x5230; Epac2&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x8FDB;&#x4E00;&#x6B65;&#x67E5;&#x660E; R447 &#x7684; Epac2&#xFF0C;&#x8981;&#x8BA4;&#x771F;&#x53C2;&#x4E0E;&#x82CF;&#x7ED1;&#x5B9A;&#x3002;&#x4ECE;&#x8425;&#x5730;&#x8FD9;&#x4E0D;&#x540C;&#x7684;&#x7ED1;&#x5B9A;&#x7F51;&#x7AD9;&#x6307;&#x5411;&#x7684; Epac2 &#x7684;&#x53D8;&#x6784;&#x6FC0;&#x6D3B;&#x7684;&#x65B0;&#x6A21;&#x5F0F;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x8FD8;&#x663E;&#x793A; SUs &#x9009;&#x62E9;&#x6027;&#x5730;&#x6FC0;&#x6D3B; Epac2 &#x5F02;&#x6784;&#x4F53;&#xFF0C;&#x4F46;&#x4E0D;&#x662F;&#x5BC6;&#x5207;&#x76F8;&#x5173;&#x7684; Epac1&#xFF0C;&#x8FDB;&#x4E00;&#x6B65;&#x786E;&#x7ACB; SUs &#x4F5C;&#x4E3A;&#x4E00;&#x7C7B;&#x65B0;&#x7684;&#x5F02;&#x6784;&#x4F53;&#x9009;&#x62E9;&#x6027;&#x9176;&#x6FC0;&#x6D3B;&#x5242;&#x3002;

Epac &#x7684;&#x78FA;&#x9170;&#x8132;&#x7C7B;&#x7684;&#x76F4;&#x63A5;&#x6FC0;&#x6D3B;&#x662F;&#x9009;&#x62E9;&#x6027;&#x7684;&#x5F02;&#x6784;&#x4F53;&#x3002;

Commonly used as a treatment for Type II diabetes, sulfonylureas (SUs) stimulate insulin secretion from pancreatic Î² cells by binding to sulfonylurea receptors. Recently, SUs have been shown to also activate exchange protein directly activated by cAMP 2 (Epac2), however, little is known about this molecular action. Using biosensor imaging and biochemical analysis, we show that SUs activate Epac2 and the downstream signaling via direct binding to Epac2. We further identify R447 of Epac2 to be critically involved in SU binding. This distinct binding site from cAMP points to a new mode of allosteric activation of Epac2. We also show that SUs selectively activate Epac2 isoform, but not the closely related Epac1, further establishing SUs as a new class of isoform-selective enzyme activators.

Direct activation of Epac by sulfonylurea is isoform selective.

Couramment utilis&eacute; comme un traitement pour le diab&egrave;te de Type II, sulfonylur&eacute;es (SUs) stimulent la s&eacute;cr&eacute;tion d&#39;insuline des cellules &beta; pancr&eacute;atiques en se liant aux r&eacute;cepteurs des sulfonylur&eacute;es. R&eacute;cemment, SUs montrent &eacute;galement activer prot&eacute;ine &eacute;change directement activ&eacute; par le cAMP 2 (Epac2), cependant, on conna&icirc;t cette action mol&eacute;culaire. &Agrave; l&#39;aide de l&#39;imagerie biocapteur et analyse biochimique, nous montrons que SUs activent Epac2 et la signalisation en aval via une liaison directe &agrave; Epac2. Nous identifions &eacute;galement R447 de Epac2 pour &ecirc;tre gravement impliqu&eacute;s dans la liaison de SU. Ce site de liaison distincte du cAMP de pointe vers un nouveau mode d&#39;activation allost&eacute;rique de la Epac2. Nous montrons &eacute;galement que SUs activent s&eacute;lectivement isoforme Epac2, mais pas le Epac1 &eacute;troitement apparent&eacute;es, plus &eacute;tablir SUs comme une nouvelle classe d&#39;activateurs de l&#39;enzyme isoforme s&eacute;lectifs.

Activation directe du CCPE de sulfonylur&eacute;e est l&#39;isoforme s&eacute;lective.

H&auml;ufig verwendet als Behandlung f&uuml;r Typ II Diabetes, Sulfonylureas stimulieren (SUs) Insulin-Sekretion von pankreatischer &beta;-Zellen durch Bindung an Rezeptoren der Sulfonylharnstoffe. SUs haben vor kurzem gezeigt worden, um auch Austausch-Protein aktiviert direkt vom Lager 2 (Epac2) aktivieren, jedoch ist wenig bekannt &uuml;ber diese molekulare Aktion. Anhand Biosensor-Bildgebung und biochemische Analysen zeigen wir, dass SUs Epac2 und die nachgeschalteten Signalisierung &uuml;ber direkte Bindung an Epac2 zu aktivieren. Wir ermitteln weiter R447 der Epac2 SU Bindung kritisch beteiligt zu sein. Diese unterschiedlichen Bindungsstelle von cAMP verweist auf eine neue Art der allosterische Aktivierung des Epac2. Wir zeigen auch SUs selektiv aktivieren, Epac2 Isoform, aber nicht die eng verwandten Epac1, SUs weiter als eine neue Klasse von Isoform-selektive Enzym-Aktivatoren zu etablieren.

Direkte Aktivierung von Epac von Sulfonylharnstoff ist Isoform selektive.

Comunemente usato come un trattamento per il diabete di tipo II, sulfaniluree (SUs) stimolano la secrezione di insulina dalle cellule &beta; del pancreas, legandosi ai recettori sulfonylurea. Recentemente, SUs sono stati indicati per attivare anche la proteina di scambio direttamente attivata da cAMP 2 (Epac2), tuttavia, poco &egrave; noto su questa azione molecolare. Usando biosensori imaging e analisi biochimica, mostriamo che SUs attivare Epac2 e la segnalazione a valle tramite il binding diretto a Epac2. Identifichiamo ulteriore R447 di Epac2 di essere criticamente coinvolti nell&#39;associazione SU. Questo sito di legame distinti dall&#39;accampamento punta a una nuova modalit&agrave; di attivazione allosterica del Epac2. Mostriamo anche che SUs attivare selettivamente isoforma Epac2, ma non la Epac1 strettamente correlate, stabilendo ulteriori SUs come una nuova classe di attivatori selettivi isoforma enzimatica.

Attivazione diretta di Epac da sulfonylurea &egrave; isoforma selettiva.

&#x4E00;&#x822C;&#x7684;&#x30B9;&#x30EB;&#x30DB;&#x30CB;&#x30EB;&#x30A6;&#x30EC;&#x30A2; &#x30BF;&#x30A4;&#x30D7; II &#x7CD6;&#x5C3F;&#x75C5;&#x306E;&#x6CBB;&#x7642;&#x85AC;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528; (SUs) &#x30B9;&#x30EB;&#x30DB;&#x30CB;&#x30EB;&#x30A6;&#x30EC;&#x30A2;&#x53D7;&#x5BB9;&#x4F53;&#x3078;&#x7D50;&#x5408;&#x306B;&#x3088;&#x308B;&#x81B5; &beta; &#x7D30;&#x80DE;&#x304B;&#x3089;&#x30A4;&#x30F3;&#x30B9;&#x30EA;&#x30F3;&#x5206;&#x6CCC;&#x3092;&#x523A;&#x6FC0;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6700;&#x8FD1;&#x3067;&#x306F;&#x3001;SUs &#x3082;&#x30AD;&#x30E3;&#x30F3;&#x30D7; 2 (Epac2) &#x3092;&#x76F4;&#x63A5;&#x6D3B;&#x6027;&#x5316; exchange &#x86CB;&#x767D;&#x8CEA;&#x3092;&#x30A2;&#x30AF;&#x30C6;&#x30A3;&#x30D6;&#x306B;&#x793A;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x308B;, &#x3057;&#x304B;&#x3057;&#x3001;&#x5C11;&#x3057;&#x3053;&#x306E;&#x5206;&#x5B50;&#x884C;&#x52D5;&#x306B;&#x3064;&#x3044;&#x3066;&#x77E5;&#x3089;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30D0;&#x30A4;&#x30AA; &#x30A4;&#x30E1;&#x30FC;&#x30B8;&#x30F3;&#x30B0;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x751F;&#x5316;&#x5B66;&#x7684;&#x89E3;&#x6790;&#x3092;&#x7528;&#x3044;&#x3066;, SUs Epac2 &#x304A;&#x3088;&#x3073; Epac2 &#x3078;&#x306E;&#x76F4;&#x63A5;&#x7D50;&#x5408;&#x3092;&#x4ECB;&#x3057;&#x3066;&#x30C0;&#x30A6;&#x30F3; &#x30B9;&#x30C8;&#x30EA;&#x30FC;&#x30E0;&#x4FE1;&#x53F7;&#x3092;&#x30A2;&#x30AF;&#x30C6;&#x30A3;&#x30D6;&#x306B;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6211;&#x3005; &#x306F;&#x3055;&#x3089;&#x306B; Epac2 R447 SU &#x30D0;&#x30A4;&#x30F3;&#x30C7;&#x30A3;&#x30F3;&#x30B0;&#x3067;&#x6279;&#x5224;&#x7684;&#x306B;&#x95A2;&#x4E0E;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x8B58;&#x5225;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x7570;&#x306A;&#x308B;&#x7D50;&#x5408;&#x90E8;&#x4F4D;&#x306E;&#x30AD;&#x30E3;&#x30F3;&#x30D7;&#x304B;&#x3089; Epac2 &#x306E;&#x30A2;&#x30ED;&#x30B9;&#x30C6;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x6D3B;&#x6027;&#x5316;&#x306E;&#x65B0;&#x3057;&#x3044;&#x30E2;&#x30FC;&#x30C9;&#x3092;&#x6307;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x307E;&#x305F; SUs &#x9078;&#x629E;&#x7684; Epac2 &#x30A2;&#x30A4;&#x30BD; &#x30D5;&#x30A9;&#x30FC;&#x30E0;&#x304C;&#x3055;&#x3089;&#x306B; SUs &#x30A2;&#x30A4;&#x30BD; &#x30D5;&#x30A9;&#x30FC;&#x30E0;&#x9078;&#x629E;&#x7684;&#x9175;&#x7D20;&#x6D3B;&#x6027;&#x5264;&#x306E;&#x65B0;&#x3057;&#x3044;&#x30AF;&#x30E9;&#x30B9;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x78BA;&#x7ACB;&#x3059;&#x308B;&#x3001;&#x5BC6;&#x63A5;&#x306B;&#x95A2;&#x9023;&#x3059;&#x308B; Epac1 &#x306B;&#x306A;&#x3044;&#x30A2;&#x30AF;&#x30C6;&#x30A3;&#x30D6;&#x306B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x793A;&#x3059;.

Epac &#x306E;&#x76F4;&#x63A5;&#x6D3B;&#x6027;&#x5316;&#x30B9;&#x30EB;&#x30DB;&#x30CB;&#x30EB;&#x5C3F;&#x7D20;&#x306B;&#x3088;&#x308B;&#x30A2;&#x30A4;&#x30BD; &#x30D5;&#x30A9;&#x30FC;&#x30E0;&#x9078;&#x629E;&#x7684;&#x3067;&#x3059;&#x3002;

&#x8FD9;&#x9879;&#x68C0;&#x8BA8;&#x63D0;&#x4F9B;&#x8D85;&#x5206;&#x8FA8;&#x7387;&#x663E;&#x5FAE;&#x955C;&#x4ECE;&#x5FAE;&#x751F;&#x7269;&#x7814;&#x7A76;&#x7684;&#x89D2;&#x5EA6;&#x6765;&#x770B;&#x5B9E;&#x9645;&#x4ECB;&#x7ECD;&#x3002;&#x7531;&#x4E8E;&#x7EC6;&#x83CC;&#x7EC6;&#x80DE;&#x4F53;&#x79EF;&#x8F83;&#x5C0F;&#xFF0C;&#x7279;&#x522B;&#x662F;&#x529F;&#x80FD;&#x5F3A;&#x5927;&#x548C;&#x9002;&#x5408;&#x62AB;&#x9732;&#x6709;&#x5173;&#x7684;&#x7EC6;&#x80DE;&#x7ED3;&#x6784;&#xFF0C;&#x4E0D;&#x662F;&#x5E38;&#x89C4;&#x7684;&#x8367;&#x5149;&#x5149;&#x955C;&#x4E0B;&#x53EF;&#x89E3;&#x6790;&#x8BE6;&#x7EC6;&#x8D85;&#x5206;&#x8FA8;&#x65B9;&#x6CD5;&#x3002;&#x8FD9;&#x91CC;&#x6211;&#x4EEC;&#x4ECB;&#x7ECD;&#x4E09;&#x4E2A;&#x4E3B;&#x8981;&#x7C7B;&#x522B;&#x7684;&#x8D85;&#x5206;&#x8FA8;&#x5149;&#x955C;&#x80CC;&#x540E;&#x7684;&#x65B9;&#x6CD5;&#x8BBA;&#x7684;&#x6982;&#x5FF5;&#xFF1A; &#x5149;&#x6D3B;&#x5316;&#x672C;&#x5730;&#x5316;&#x663E;&#x5FAE;&#x955C; (&#x68D5;&#x6988;) &#x548C;&#x968F;&#x673A;&#x5149;&#x91CD;&#x5EFA;&#x663E;&#x5FAE;&#x955C; &#xFF08;&#x98CE;&#x66B4;&#xFF09; &#x7ED3;&#x6784;&#x7167;&#x660E;&#x663E;&#x5FAE;&#x955C; (SIM) &#x548C;&#x523A;&#x6FC0;&#x6392;&#x653E;&#x6D88;&#x8017; (&#x5F97;&#x94A2;) &#x663E;&#x5FAE;&#x955C;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x7136;&#x540E;&#x6700;&#x8FD1;&#x5411;&#x63D0;&#x4EA4;&#x7533;&#x8BF7;&#x4E0A;&#x8FF0;&#x6BCF;&#x79CD;&#x65B9;&#x6CD5;&#x7684;&#x5FAE;&#x751F;&#x7269;&#x7CFB;&#x7EDF;&#xFF0C;&#x5176;&#x4E2D;&#x6709;&#x63ED;&#x793A;&#x5C0F;&#x8BF4;&#x6784;&#x8C61;&#x7684;&#x8702;&#x7A9D;&#x7ED3;&#x6784;&#x548C;&#x6240;&#x8FF0;&#x7684;&#x4F53;&#x5185;&#x86CB;&#x767D;&#x8D28;&#x529F;&#x80FD;&#x548C;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x7684;&#x65B0;&#x5C5E;&#x6027;&#x3002;&#x6700;&#x540E;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x8BA8;&#x8BBA;&#x6709;&#x5173;&#x6267;&#x884C;&#x6BCF;&#x4E2A;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x8D85;&#x5206;&#x8FA8;&#x6280;&#x672F;&#x4E0E;&#x7EC6;&#x83CC;&#x6807;&#x672C;&#x7684;&#x72EC;&#x7279;&#x95EE;&#x9898;&#xFF0C;&#x5E76;&#x5EFA;&#x8BAE;&#x4ECA;&#x540E;&#x53D1;&#x5C55;&#x7684;&#x9014;&#x5F84;&#x3002;&#x8FD9;&#x6B21;&#x5BA1;&#x67E5;&#x7684;&#x76EE;&#x6807;&#x662F;&#x63D0;&#x4F9B;&#x5FC5;&#x8981;&#x7684;&#x6280;&#x672F;&#x80CC;&#x666F;&#xFF0C;&#x4E3A;&#x6709;&#x5174;&#x8DA3;&#x7684;&#x5FAE;&#x751F;&#x7269;&#x5B66;&#x5BB6;&#xFF0C;&#x9009;&#x62E9;&#x9002;&#x5F53;&#x7684;&#x8D85;&#x5206;&#x8FA8;&#x65B9;&#x6CD5;&#x5BF9;&#x4E8E;&#x5176;&#x751F;&#x7269;&#x7CFB;&#x7EDF;&#xFF0C;&#x5E76;&#x91C7;&#x53D6;&#x6240;&#x9700;&#x7684;&#x8BBE;&#x8BA1;&#x548C;&#x5206;&#x6790;&#x8D85;&#x5206;&#x8FA8;&#x6210;&#x50CF;&#x5B9E;&#x9A8C;&#x7684;&#x5B9E;&#x9645;&#x8003;&#x8651;&#x3002;

&#x5FAE;&#x751F;&#x7269;&#x5B66;&#x7684;&#x8D85;&#x5206;&#x8FA8;&#x7387;&#x663E;&#x5FAE;&#x955C;&#x3002;

This review provides a practical introduction to superresolution microscopy from the perspective of microbiological research. Because of the small sizes of bacterial cells, superresolution methods are particularly powerful and suitable for revealing details of cellular structures that are not resolvable under conventional fluorescence light microscopy. Here we describe the methodological concepts behind three major categories of superresolution light microscopy: photoactivated localization microscopy (PALM) and stochastic optical reconstruction microscopy (STORM), structured illumination microscopy (SIM) and stimulated emission-depletion (STED) microscopy. We then present recent applications of each of these techniques to microbial systems, which have revealed novel conformations of cellular structures and described new properties of in vivo protein function and interactions. Finally, we discuss the unique issues related to implementing each of these superresolution techniques with bacterial specimens and suggest avenues for future development. The goal of this review is to provide the necessary technical background for interested microbiologists to choose the appropriate superresolution method for their biological systems, and to introduce the practical considerations required for designing and analysing superresolution imaging experiments.

Superresolution microscopy for microbiology.

Ce bilan constitue une introduction pratique &agrave; la microscopie superr&eacute;solution du point de vue de la recherche microbiologique. En raison de la petite taille des cellules bact&eacute;riennes, les m&eacute;thodes superr&eacute;solution sont particuli&egrave;rement puissantes et adapt&eacute;es pour r&eacute;v&eacute;ler les d&eacute;tails des structures cellulaires qui ne sont pas r&eacute;solubles en microscopie de fluorescence conventionnels. Nous d&eacute;crivons ici les concepts m&eacute;thodologiques de trois grandes cat&eacute;gories de microscopie optique superr&eacute;solution : photoactiv&eacute;es localisation microscopie (PALM) et microscopie (STORM), de la reconstruction optique stochastique structur&eacute; microscopie d&#39;illumination (SIM) et stimul&eacute; la microscopie d&#39;&eacute;mission-&eacute;puisement (STED). Nous pr&eacute;sentons ensuite les applications r&eacute;centes de chacune de ces techniques pour des syst&egrave;mes microbiens, qui ont r&eacute;v&eacute;l&eacute; de nouvelle conformations des structures cellulaires et d&eacute;crit les nouvelles propri&eacute;t&eacute;s de la fonction des prot&eacute;ines in vivo et les interactions. Enfin, examiner les probl&egrave;mes particuliers li&eacute;s &agrave; la mise en &oelig;uvre de chacune de ces techniques de superr&eacute;solution avec des &eacute;chantillons de bact&eacute;ries et sugg&eacute;rer des possibilit&eacute;s de d&eacute;veloppement futur. L&#39;objectif de cette &eacute;tude est de fournir les connaissances techniques n&eacute;cessaires pour les microbiologistes int&eacute;ress&eacute;s de choisir la m&eacute;thode appropri&eacute;e de superr&eacute;solution pour leurs syst&egrave;mes biologiques et d&#39;introduire des consid&eacute;rations pratiques requises pour la conception et l&#39;analyse superr&eacute;solution des exp&eacute;riences d&#39;imagerie.

Microscopie superr&eacute;solution de microbiologie.

Diese Auswertung bietet eine praktische Einf&uuml;hrung in Superresolution Mikroskopie aus dem Blickwinkel der mikrobiologischen Forschung. Aufgrund der kleinen Gr&ouml;&szlig;e der bakteriellen Zellen sind Superresolution Methoden besonders leistungsstark und geeignet f&uuml;r die Preisgabe von Informationen &uuml;ber zellul&auml;re Strukturen, die nicht unter konventioneller Licht Fluoreszenzmikroskopie aufgel&ouml;st werden. Hier beschreiben wir die methodische Konzepte der drei Hauptkategorien von Superresolution Lichtmikroskopie: Photoactivated Lokalisationsmikroskopie (PALM) und stochastische optische Rekonstruktion-Mikroskopie (STORM), strukturierte Beleuchtung, Mikroskopie (SIM) und die Emission-Depletion (STED) Mikroskopie stimuliert. Dann pr&auml;sentieren wir Ihnen aktuelle Anwendungen f&uuml;r jede dieser Techniken auf mikrobielle Systeme, die offenbart Roman Konformationen von Zellstrukturen und neue Eigenschaften von in-vivo Proteinfunktion und Interaktionen beschrieben. Schlie&szlig;lich wir besprechen die einzigartige Probleme bei der Implementierung jeder dieser Superresolution Techniken mit bakteriellen Proben und Wege f&uuml;r die k&uuml;nftige Entwicklung vorschlagen. Das Ziel dieser &Uuml;berpr&uuml;fung ist zu den notwendigen technischen Hintergrund f&uuml;r interessierte Mikrobiologen, die entsprechenden Superresolution-Methode f&uuml;r ihre biologische Systeme zu w&auml;hlen, und die praktischen Erw&auml;gungen, die zur Gestaltung und Analyse von Superresolution imaging Experimente ben&ouml;tigt einzuf&uuml;hren.

Superresolution-Mikroskopie f&uuml;r Mikrobiologie.

Questa review fornisce un pratico introduzione alla microscopia sovrarisoluzione dal punto di vista della ricerca microbiologica. A causa delle piccole dimensioni delle cellule batteriche, sovrarisoluzione metodi sono particolarmente potente e adatto per rivelare dettagli di strutture cellulari che non sono risolvibili in microscopia a fluorescenza convenzionali. Qui descriviamo i concetti metodologici dietro tre categorie principali di microscopia chiara sovrarisoluzione: photoactivated localizzazione microscopia (Palma) e microscopia ricostruzione ottica stocastica (tempesta), strutturato microscopia illuminazione (SIM) e stimolato la microscopia svuotamento dell&#39;emissione (STED). Vi presentiamo quindi recenti applicazioni di ciascuna di queste tecniche ai sistemi microbici, che hanno rivelato il romanzo conformazioni delle strutture cellulari e descritte nuove propriet&agrave; di funzione della proteina in vivo e interazioni. Infine, discutere i temi unici correlati all&#39;implementazione di ciascuna di queste tecniche sovrarisoluzione con campioni batterici e suggerire le vie per lo sviluppo futuro. L&#39;obiettivo di questa revisione &egrave; quello di fornire il necessario background tecnico per microbiologi interessati a scegliere il metodo appropriato sovrarisoluzione per i loro sistemi biologici e di introdurre le considerazioni pratiche necessarie per la progettazione e analisi sovrarisoluzione esperimenti di imaging.

Microscopia sovrarisoluzione per microbiologia.

&#x3053;&#x306E;&#x30EC;&#x30D3;&#x30E5;&#x30FC;&#x306F;&#x5B9F;&#x7528;&#x7684;&#x8D85;&#x89E3;&#x50CF;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x5FAE;&#x751F;&#x7269;&#x5B66;&#x7684;&#x7814;&#x7A76;&#x306E;&#x8996;&#x70B9;&#x304B;&#x3089;&#x7D39;&#x4ECB;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x7D30;&#x83CC;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x5C0F;&#x3055;&#x306A;&#x30B5;&#x30A4;&#x30BA;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x3001;&#x30B9;&#x30FC;&#x30D1;&#x30FC;&#x30EC;&#x30BE;&#x30EA;&#x30E5;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x6CD5;&#x306F;&#x7279;&#x306B;&#x5F37;&#x529B;&#x306A;&#x5F93;&#x6765;&#x306E;&#x86CD;&#x5149;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x691C;&#x67FB;&#x306E;&#x4E0B;&#x3067;&#x89E3;&#x6C7A;&#x53EF;&#x80FD;&#x3067;&#x306F;&#x306A;&#x3044;&#x643A;&#x5E2F;&#x96FB;&#x8A71;&#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x306E;&#x8A73;&#x7D30;&#x3092;&#x660E;&#x3089;&#x304B;&#x306B;&#x9069;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x3053;&#x3067;&#x306F; 3 &#x3064;&#x306E;&#x4E3B;&#x8981;&#x306A;&#x30AB;&#x30C6;&#x30B4;&#x30EA;&#x306E;&#x30B9;&#x30FC;&#x30D1;&#x30FC;&#x30EC;&#x30BE;&#x30EA;&#x30E5;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x5149;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x306E;&#x80CC;&#x5F8C;&#x306B;&#x3042;&#x308B;&#x65B9;&#x6CD5;&#x8AD6;&#x306E;&#x6982;&#x5FF5;&#x3092;&#x8AAC;&#x660E;: &#x751F;&#x3058;&#x308B;&#x5149;&#x6D3B;&#x6027;&#x7684;&#x5C40;&#x5728;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1; &#xFF08;&#x30D1;&#x30FC;&#x30E0;&#xFF09; &#x3068;&#x78BA;&#x7387;&#x7684;&#x5149;&#x518D;&#x69CB;&#x6210;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1; &#xFF08;&#x5D50;&#xFF09;&#x3001;&#x7167;&#x660E;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1; (SIM) &#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x3057;&#x3001;&#x767A;&#x5149;-&#x67AF;&#x6E07; &#xFF08;STED&#xFF09; &#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x3092;&#x523A;&#x6FC0;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6211;&#x3005; &#x306F;&#x3001;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x5404;&#x624B;&#x6CD5;&#x306E;&#x6700;&#x8FD1;&#x306E;&#x30A2;&#x30D7;&#x30EA;&#x30B1;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x304C;&#x5C0F;&#x8AAC;&#x306E;&#x30B3;&#x30F3;&#x30DB;&#x30E1;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x306E;&#x7D30;&#x80DE;&#x69CB;&#x9020;&#x3092;&#x660E;&#x3089;&#x304B;&#x306B;&#x3057;&#x3001;&#x751F;&#x4F53;&#x5185;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x306E;&#x6A5F;&#x80FD;&#x3068;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x306E;&#x65B0;&#x3057;&#x3044;&#x7269;&#x6027;&#x3092;&#x8AAC;&#x660E;&#x5FAE;&#x751F;&#x7269;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x3092;&#x63D0;&#x793A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6700;&#x5F8C;&#x306B;&#x3001;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x30B9;&#x30FC;&#x30D1;&#x30FC;&#x30EC;&#x30BE;&#x30EA;&#x30E5;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x6CD5;&#x306E;&#x5404;&#x7D30;&#x83CC;&#x6A19;&#x672C;&#x3068;&#x5B9F;&#x88C5;&#x306B;&#x95A2;&#x9023;&#x3059;&#x308B;&#x56FA;&#x6709;&#x306E;&#x554F;&#x984C;&#x3092;&#x8B70;&#x8AD6;&#x3057;&#x3001;&#x5C06;&#x6765;&#x306E;&#x767A;&#x5C55;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x9053;&#x3092;&#x793A;&#x5506;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x30EC;&#x30D3;&#x30E5;&#x30FC;&#x306E;&#x76EE;&#x7684;&#x306F;&#x8208;&#x5473;&#x306E;&#x5FAE;&#x751F;&#x7269;&#x5B66;&#x8005;&#x3001;&#x751F;&#x7269;&#x5B66;&#x7684;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x306E;&#x9069;&#x5207;&#x306A;&#x30B9;&#x30FC;&#x30D1;&#x30FC;&#x30EC;&#x30BE;&#x30EA;&#x30E5;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x6CD5;&#x3092;&#x9078;&#x629E;&#x3057;&#x3066;&#x8A2D;&#x8A08;&#x3068;&#x8D85;&#x89E3;&#x50CF;&#x30A4;&#x30E1;&#x30FC;&#x30B8;&#x30F3;&#x30B0;&#x5B9F;&#x9A13;&#x3092;&#x5206;&#x6790;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x5FC5;&#x8981;&#x306A;&#x5B9F;&#x7528;&#x7684;&#x306A;&#x8003;&#x616E;&#x4E8B;&#x9805;&#x3092;&#x7D39;&#x4ECB;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x5FC5;&#x8981;&#x306A;&#x6280;&#x8853;&#x7684;&#x306A;&#x80CC;&#x666F;&#x3092;&#x63D0;&#x4F9B;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3067;&#x3059;&#x3002;

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Esta revisi&oacute;n proporciona una introducci&oacute;n pr&aacute;ctica a la microscop&iacute;a de superresoluci&oacute;n desde la perspectiva de investigaci&oacute;n microbiol&oacute;gica. Debido a los tama&ntilde;os peque&ntilde;os de las c&eacute;lulas bacterianas, m&eacute;todos de superresoluci&oacute;n son particularmente poderoso y conveniente para revelar detalles de estructuras celulares que no se puede resolver bajo microscop&iacute;a de fluorescencia convencional. Aqu&iacute; describimos los conceptos metodol&oacute;gicos de tres grandes categor&iacute;as de microscop&iacute;a de superresoluci&oacute;n: microscop&iacute;a de localizaci&oacute;n fotoactivado (PALM) y microscop&iacute;a de reconstrucci&oacute;n &oacute;ptica estoc&aacute;stico (tormenta), estructurado de microscopia de iluminaci&oacute;n (SIM) y estimul&oacute; microscopia de agotamiento de la emisi&oacute;n (STED). A continuaci&oacute;n presentamos aplicaciones recientes de cada una de estas t&eacute;cnicas a sistemas microbianos, que revel&oacute; nuevas conformaciones de estructuras celulares y describen nuevas propiedades de la funci&oacute;n in vivo de la prote&iacute;na y las interacciones. Finalmente, discutimos las cuestiones &uacute;nicas relacionadas con cada una de estas t&eacute;cnicas de superresoluci&oacute;n implementar con muestras bacterianas y sugerir caminos para el desarrollo futuro. El objetivo de esta revisi&oacute;n es proporcionar la formaci&oacute;n t&eacute;cnica necesaria para microbi&oacute;logos interesados elegir el m&eacute;todo de superresoluci&oacute;n apropiado para sus sistemas biol&oacute;gicos e introducir las consideraciones pr&aacute;cticas necesarias para el dise&ntilde;o y an&aacute;lisis de experimentos de la proyecci&oacute;n de imagen de superresoluci&oacute;n.

Microscop&iacute;a de superresoluci&oacute;n para microbiolog&iacute;a.

&#x57FA;&#x4E8E;&#x5B9A;&#x4F4D;&#x7684;&#x8D85;&#x5206;&#x8FA8;&#x7387;&#x663E;&#x5FAE;&#x955C;&#x6280;&#x672F;&#x5982;&#x5149;&#x6D3B;&#x5316;&#x672C;&#x5730;&#x5316;&#x663E;&#x5FAE;&#x955C; (&#x68D5;&#x6988;) &#x548C;&#x968F;&#x673A;&#x5149;&#x91CD;&#x5EFA;&#x663E;&#x5FAE;&#x955C; &#xFF08;&#x98CE;&#x66B4;&#xFF09; &#x5F97;&#x4EE5;&#x7A7A;&#x524D;&#x5149;&#x5B66;&#x5206;&#x8FA8;&#x7387;&#x7684;&#x8702;&#x7A9D;&#x7ED3;&#x6784;&#x7684;&#x8C03;&#x67E5;&#x3002;&#x8BE0;&#x91CA;&#x8D85;&#x5206;&#x8FA8;&#x7387;&#x56FE;&#x50CF;&#x7684;&#x4E00;&#x4E2A;&#x4E3B;&#x8981;&#x969C;&#x788D;&#x4F46;&#x662F;&#xFF0C;&#x662F; overcounting &#x5206;&#x5B50;&#x6570;&#x5B57;&#x8367;&#x5149; photoblinking &#x6240;&#x9020;&#x6210;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x4F7F;&#x7528;&#x8BD5;&#x9A8C;&#x548C;&#x6A21;&#x62DF;&#x56FE;&#x50CF;&#xFF0C;&#x786E;&#x5B9A;&#x51C6;&#x786E;&#x7684;&#x8D85;&#x5206;&#x8FA8;&#x7387;&#x56FE;&#x50CF;&#x91CD;&#x5EFA;&#x548C;&#x7ED3;&#x6784;&#x7EF4;&#x5EA6;&#x548C;&#x5206;&#x5B50;&#x5BC6;&#x5EA6;&#x4ECE;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x56FE;&#x50CF;&#x6240;&#x4F5C;&#x7684;&#x5B9A;&#x91CF;&#x6D4B;&#x91CF; photoblinking &#x7684;&#x5F71;&#x54CD;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x53D1;&#x73B0;&#x7ED3;&#x6784;&#x5C3A;&#x5BF8;&#x548C;&#x76F8;&#x5BF9;&#x5BC6;&#x5EA6;&#x6D4B;&#x91CF;&#x53EF;&#x53EF;&#x9760;&#x5730;&#x4ECE;&#x56FE;&#x50CF;&#x4E2D;&#x5305;&#x542B;&#x6709;&#x5173; photoblinking overcounting&#xFF0C;&#x4F46;&#x51C6;&#x786E;&#x7684;&#x7EDD;&#x5BF9;&#x5BC6;&#x5EA6;&#x6D4B;&#x91CF;&#x548C;&#x56E0;&#x6B64;&#x5FE0;&#x5B9E;&#x4EE3;&#x8868;&#x5206;&#x5B50;&#x8BA1;&#x6570;&#x548C;&#x8702;&#x7A9D;&#x7ED3;&#x6784;&#x3001; &#x804C;&#x4F4D;&#x8981;&#x6C42;&#x96C6;&#x56E2;&#x4F9B;&#x9500;&#x6E90;&#x81EA;&#x540C;&#x4E00;&#x5206;&#x5B50;&#x7684;&#x805A;&#x7C7B;&#x7B97;&#x6CD5;&#x7684;&#x5E94;&#x7528;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x5206;&#x6790;&#x4E86;&#x5982;&#x4F55;&#x5E94;&#x7528;&#x4E0D;&#x540C;&#x7684;&#x805A;&#x7C7B;&#x9608;&#x503C;&#x4E0E;&#x4E00;&#x4E2A;&#x7B80;&#x5355;&#x7684;&#x7B97;&#x6CD5; &#xFF08;t(Thresh) &#x548C; d(Thresh)) &#x5F71;&#x54CD;&#x7684;&#x518D;&#x73B0;&#xFF0C;&#x51C6;&#x786E;&#x6027;&#x548C;&#x5F00;&#x53D1;&#x4E00;&#x4E2A;&#x7B80;&#x5355;&#x7684;&#x65B9;&#x6CD5;&#x6765;&#x9009;&#x62E9;&#x6700;&#x4F73;&#x9608;&#x503C;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x8FD8;&#x786E;&#x5B9A;&#x4E86;&#x5B9E;&#x8BC1;&#x7684;&#x6807;&#x51C6;&#x6765;&#x8BC4;&#x4F30;&#x662F;&#x5426;&#x6210;&#x50CF;&#x7684;&#x6761;&#x4EF6;&#x662F;&#x9002;&#x5F53;&#x7684;&#x805A;&#x7C7B;&#x7B97;&#x6CD5;&#x4E0E;&#x51C6;&#x786E;&#x7684;&#x8D85;&#x5206;&#x8FA8;&#x7387;&#x56FE;&#x50CF;&#x91CD;&#x5EFA;&#x3002;&#x9608;&#x503C;&#x9009;&#x62E9;&#x65B9;&#x6CD5;&#x548C;&#x6210;&#x50CF;&#x6761;&#x4EF6;&#x6807;&#x51C6;&#x5F88;&#x5BB9;&#x6613;&#x5B9E;&#x73B0;&#x5185;&#x73B0;&#x6709;&#x68D5;&#x6988;&#x805A;&#x7C7B;&#x7B97;&#x6CD5;&#x548C;&#x5B9E;&#x9A8C;&#x6761;&#x4EF6;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x7684;&#x4E3B;&#x8981;&#x4F18;&#x70B9;&#x662F;&#x65B9;&#x6CD5;&#x7684;&#x5B83;&#x5C06;&#x751F;&#x6210;&#x4E00;&#x4E2A;&#x8D85;&#x5206;&#x8FA8;&#x7387;&#x56FE;&#x50CF;&#x548C;&#x5206;&#x5B50;&#x4F4D;&#x7F6E;&#x8868;&#x793A;&#x5217;&#x8868;&#x5FE0;&#x5B9E;&#x5206;&#x5B50;&#x8BA1;&#x6570;&#x548C;&#x7EC6;&#x80DE;&#x7684;&#x7ED3;&#x6784;&#xFF0C;&#x800C;&#x4E0D;&#x662F;&#x65B9;&#x6CD5;&#x7684;&#x53EA;&#x6C47;&#x603B;&#x6210;&#x5408;&#x594F;&#x53C2;&#x6570;&#x7684;&#x7ED3;&#x6784;&#x5C5E;&#x6027;&#x5185;&#x7684;&#x804C;&#x52A1;&#x3002;&#x6B64;&#x529F;&#x80FD;&#x4F7F;&#x5B83;&#x7684;&#x7EC6;&#x80DE;&#x7ED3;&#x6784;&#x5F02;&#x6784;&#x5BC6;&#x5EA6;&#x548C;&#x4E0D;&#x89C4;&#x5219;&#x7684;&#x51E0;&#x4F55;&#x5F62;&#x72B6;&#xFF0C;&#x7279;&#x522B;&#x6709;&#x7528;&#xFF0C;&#x5E76;&#x5141;&#x8BB8;&#x5404;&#x79CD;&#x9002;&#x5E94;&#x7279;&#x5B9A;&#x9700;&#x8981;&#x7684;&#x4E0D;&#x540C;&#x751F;&#x7269;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x7684;&#x5B9A;&#x91CF;&#x6D4B;&#x91CF;&#x3002;

&#x5149;&#x6D3B;&#x5316;&#x672C;&#x5730;&#x5316; (&#x68D5;&#x6988;) &#x663E;&#x5FAE;&#x955C;&#x56FE;&#x50CF;&#x5B9A;&#x91CF;&#x6D4B;&#x91CF;&#x7684;&#x51C6;&#x786E;&#x65BD;&#x5DE5;&#x3002;

Localization-based superresolution microscopy techniques such as Photoactivated Localization Microscopy (PALM) and Stochastic Optical Reconstruction Microscopy (STORM) have allowed investigations of cellular structures with unprecedented optical resolutions. One major obstacle to interpreting superresolution images, however, is the overcounting of molecule numbers caused by fluorophore photoblinking. Using both experimental and simulated images, we determined the effects of photoblinking on the accurate reconstruction of superresolution images and on quantitative measurements of structural dimension and molecule density made from those images. We found that structural dimension and relative density measurements can be made reliably from images that contain photoblinking-related overcounting, but accurate absolute density measurements, and consequently faithful representations of molecule counts and positions in cellular structures, require the application of a clustering algorithm to group localizations that originate from the same molecule. We analyzed how applying a simple algorithm with different clustering thresholds (t(Thresh) and d(Thresh)) affects the accuracy of reconstructed images, and developed an easy method to select optimal thresholds. We also identified an empirical criterion to evaluate whether an imaging condition is appropriate for accurate superresolution image reconstruction with the clustering algorithm. Both the threshold selection method and imaging condition criterion are easy to implement within existing PALM clustering algorithms and experimental conditions. The main advantage of our method is that it generates a superresolution image and molecule position list that faithfully represents molecule counts and positions within a cellular structure, rather than only summarizing structural properties into ensemble parameters. This feature makes it particularly useful for cellular structures of heterogeneous densities and irregular geometries, and allows a variety of quantitative measurements tailored to specific needs of different biological systems.

Accurate Construction of Photoactivated Localization Microscopy (PALM) Images for Quantitative Measurements.

Techniques de microscopie superr&eacute;solution ax&eacute;e sur la localisation telles que la localisation des microscopie (PALM) et Reconstruction microscopie optique &agrave; stochastique (temp&ecirc;te) ont permis des enqu&ecirc;tes sur les structures cellulaires avec des r&eacute;solutions optiques sans pr&eacute;c&eacute;dent. Un obstacle majeur &agrave; l&#39;interpr&eacute;tation des images superr&eacute;solution, cependant, est le surd&eacute;nombrement des nombres de mol&eacute;cule caus&eacute;e par un fluorophore photoblinking. En utilisant des images simul&eacute;es tant exp&eacute;rimentales, nous avons d&eacute;termin&eacute; les effets de photoblinking sur la reconstruction exacte des images superr&eacute;solution et sur des mesures quantitatives de la dimension structurelle et de la densit&eacute; de mol&eacute;cule faite de ces images. Nous avons trouv&eacute; que la dimension structurelle et les mesures de la densit&eacute; relative peuvent &ecirc;tre faits avec fiabilit&eacute; d&#39;images qui contiennent photoblinking li&eacute;s surd&eacute;nombrement, mais des mesures pr&eacute;cises de la densit&eacute; absolue et par cons&eacute;quent fid&egrave;les repr&eacute;sentations de comtes de la mol&eacute;cule et de postes dans les structures cellulaires, exigent l&#39;application d&#39;un algorithme de clustering &agrave; localisations de groupe qui proviennent de la m&ecirc;me mol&eacute;cule. Nous avons analys&eacute; comment appliquer un algorithme simple avec diff&eacute;rents seuils de clusters (t(Thresh) et d(Thresh)) affecte la pr&eacute;cision des images reconstruites et mis au point une m&eacute;thode simple pour s&eacute;lectionner les seuils optimaux. Nous avons aussi identifi&eacute; un crit&egrave;re empirique pour &eacute;valuer si une condition d&#39;imagerie est appropri&eacute;e pour la reconstruction d&#39;image pr&eacute;cise superr&eacute;solution avec l&#39;algorithme de clustering. La m&eacute;thode de s&eacute;lection de seuil et le crit&egrave;re de condition d&#39;imagerie sont faciles &agrave; mettre en oeuvre dans les algorithmes de regroupement PALM existantes et des conditions exp&eacute;rimentales. Le principal avantage de notre m&eacute;thode, c&#39;est qu&#39;il g&eacute;n&egrave;re une superr&eacute;solution image et mol&eacute;cule position liste qui repr&eacute;sente fid&egrave;lement les comtes de la mol&eacute;cule et de postes au sein d&#39;une structure cellulaire, plut&ocirc;t que de seulement r&eacute;sumant les propri&eacute;t&eacute;s structurales dans les param&egrave;tres de l&#39;ensemble. Cette caract&eacute;ristique le rend particuli&egrave;rement utile pour les structures cellulaires des densit&eacute;s h&eacute;t&eacute;rog&egrave;nes et de g&eacute;om&eacute;tries irr&eacute;guli&egrave;res et permet une vari&eacute;t&eacute; de mesures quantitatives adapt&eacute;es aux besoins sp&eacute;cifiques des diff&eacute;rents syst&egrave;mes biologiques.

Construction exacte d&#39;Images de microscopie (PALM) localisation photoactiv&eacute;es pour des mesures quantitatives.

Lokalisierung-basierte Superresolution Mikroskopie-Techniken wie Photoactivated Localization Microscopy (PALM) und stochastische optische Reconstruction Microscopy (STORM) haben Untersuchungen der Zellstrukturen mit noch nie da gewesenen optischen Aufl&ouml;sungen erlaubt. Ein Haupthindernis f&uuml;r die Interpretation Superresolution-Bilder, ist jedoch das overcounting Molek&uuml;l-Zahlen, die durch Fluorophor Photoblinking verursacht. Verwendung sowohl experimentelle als auch simulierte Bilder, bestimmt wir die Auswirkungen der Photoblinking auf die genaue Rekonstruktion der Superresolution Bilder und auf quantitative Messungen der strukturellen Dimension und Molek&uuml;l-Dichte, die aus den Bildern gemacht. Wir fanden, dass strukturelle Dimension und relative Dichtemessungen k&ouml;nnen aus Bildern mit Photoblinking-bezogenen overcounting zuverl&auml;ssig gemacht werden, aber genaue absolute Dichtemessungen und folglich treu Vertretungen Molek&uuml;l Grafen und Positionen in Zellstrukturen, erfordern die Anwendung ein clustering-Algorithmus auf Gruppe-Lokalisierungen, die von der gleichen Molek&uuml;l stammen. Wir analysiert wie einen einfachen Algorithmus mit verschiedene Cluster Schwellenwerte anwenden (t(Thresh) und d(Thresh)) beeinflusst die Genauigkeit der rekonstruierten Bilder und entwickelt eine einfache Methode, um optimale Schwellenwerte auszuw&auml;hlen. Wir haben auch einen empirischen Kriterium zur Bewertung, ob eine bildgebende Voraussetzung f&uuml;r pr&auml;zise Superresolution Bildrekonstruktion mit der clustering-Algorithmus ist identifiziert. Sowohl der bildgebenden Bedingung Kriterium die Schwellwertverfahren sind leicht umzusetzende innerhalb der vorhandenen PALM-clustering-Algorithmen und experimentellen Bedingungen. Der gr&ouml;&szlig;te Vorteil unserer Methode ist, dass es Superresolution Bild und Molek&uuml;l Positionsliste generiert, die originalgetreu Molek&uuml;l Grafen und Positionen innerhalb einer Zellstruktur, anstatt nur zusammenfassen von strukturelle Eigenschaften in Ensemble-Parameter darstellt. Diese Funktion macht es besonders f&uuml;r zellul&auml;re Strukturen heterogenen dichten und unregelm&auml;&szlig;ige Geometrien und kann eine Vielzahl von quantitativen Messungen auf spezifische Bed&uuml;rfnisse der unterschiedlichen biologischen Systemen.

Genaue Konstruktion der Photoactivated Localization Microscopy (PALM) Bilder f&uuml;r Quantitative Messungen.

Tecniche di microscopia sovrarisoluzione basati sulla localizzazione come microscopia di localizzazione Photoactivated (Palma) e stocastico microscopia ottica di ricostruzione (tempesta) hanno permesso le indagini delle strutture cellulari con risoluzioni ottiche senza precedenti. Uno dei principali ostacoli per interpretare immagini sovrarisoluzione, tuttavia, sono l&#39;overcounting della molecola numeri causati dal fluoroforo photoblinking. Utilizzando immagini sperimentali e simulate, abbiamo determinato gli effetti di photoblinking la ricostruzione accurata delle immagini sovrarisoluzione e le misure quantitative di dimensione strutturale e la densit&agrave; di molecola fatta da quelle immagini. Abbiamo trovato che dimensione strutturale e misurazioni di densit&agrave; relativa possono essere fatto in modo affidabile da immagini che contengono overcounting photoblinking-correlati, ma le misurazioni precise densit&agrave; assoluta e conseguenza fedeli rappresentazioni della molecola conteggi e posizioni in strutture cellulari, richiedono l&#39;applicazione di un algoritmo di clustering per localizzazioni di gruppo che provengono dalla stessa molecola. Abbiamo analizzato come applicando un semplice algoritmo con diverse soglie di clustering (t(Thresh) e d(Thresh)) colpisce la precisione delle immagini ricostruite e sviluppato un metodo semplice per selezionare le soglie ottimale. Abbiamo anche individuato un criterio empirico per valutare se una condizione di imaging &egrave; appropriata per la ricostruzione di immagini accurate sovrarisoluzione con l&#39;algoritmo di clustering. Sia il metodo di selezione soglia e imaging condizione criterio sono facili da implementare all&#39;interno di algoritmi di clustering PALM esistenti e condizioni sperimentali. Il vantaggio principale del nostro metodo &egrave; che esso genera una lista di posizione conforme agli standard sovrarisoluzione immagine e molecola che rappresenta fedelmente la molecola conteggi e posizioni all&#39;interno di una struttura cellulare, piuttosto che solo Riassumendo propriet&agrave; strutturali nei parametri ensemble. Questa caratteristica lo rende particolarmente utile per le strutture cellulari di densit&agrave; eterogenea e geometrie irregolari e permette una variet&agrave; di misure quantitative su misura per le esigenze specifiche dei diversi sistemi biologici.

Accurata costruzione di immagini di microscopia (PALM) localizzazione Photoactivated per le misure Quantitative.

&#x30ED;&#x30FC;&#x30AB;&#x30EA;&#x30BC;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3; &#x30D9;&#x30FC;&#x30B9;&#x8D85;&#x89E3;&#x50CF;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x6280;&#x8853;&#x751F;&#x3058;&#x308B;&#x5149;&#x6D3B;&#x6027;&#x7684;&#x5C40;&#x5728;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1; &#xFF08;&#x30D1;&#x30FC;&#x30E0;&#xFF09; &#x3068;&#x78BA;&#x7387;&#x7684;&#x5149;&#x518D;&#x69CB;&#x6210;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1; (&#x30B9;&#x30C8;&#x30FC;&#x30E0;) &#x306A;&#x3069;&#x306F;&#x3001;&#x524D;&#x4F8B;&#x306E;&#x306A;&#x3044;&#x5149;&#x5B66;&#x89E3;&#x50CF;&#x5EA6;&#x306E;&#x7D30;&#x80DE;&#x69CB;&#x9020;&#x306E;&#x8ABF;&#x67FB;&#x3092;&#x8A31;&#x53EF;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30B9;&#x30FC;&#x30D1;&#x30FC;&#x30EC;&#x30BE;&#x30EA;&#x30E5;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x753B;&#x50CF;&#x3092;&#x89E3;&#x91C8;&#x3059;&#x308B; 1 &#x3064;&#x306E;&#x4E3B;&#x8981;&#x306A;&#x969C;&#x5BB3;&#x306F;&#x3001;&#x305F;&#x3060;&#x3057;&#x3001;fluorophore photoblinking &#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x5F15;&#x304D;&#x8D77;&#x3053;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x5206;&#x5B50;&#x306E;&#x756A;&#x53F7; overcounting &#x3067;&#x3059;&#x3002;&#x5B9F;&#x9A13;&#x3068;&#x30B7;&#x30DF;&#x30E5;&#x30EC;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x753B;&#x50CF;&#x3092;&#x7528;&#x3044;&#x3066;, photoblinking &#x306E;&#x8D85;&#x5206;&#x89E3;&#x80FD;&#x753B;&#x50CF;&#x306E;&#x6B63;&#x78BA;&#x306A;&#x518D;&#x69CB;&#x6210;&#x306A;&#x3089;&#x3073;&#x306B;&#x69CB;&#x9020;&#x5BF8;&#x6CD5;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x305D;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x30A4;&#x30E1;&#x30FC;&#x30B8;&#x304B;&#x3089;&#x4F5C;&#x3089;&#x308C;&#x305F;&#x5206;&#x5B50;&#x5BC6;&#x5EA6;&#x306E;&#x5B9A;&#x91CF;&#x8A08;&#x6E2C;&#x306B;&#x53CA;&#x307C;&#x3059;&#x5F71;&#x97FF;&#x3092;&#x6C7A;&#x5B9A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6211;&#x3005; &#x306F;&#x69CB;&#x9020;&#x306E;&#x30C7;&#x30A3;&#x30E1;&#x30F3;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x3068;&#x76F8;&#x5BFE;&#x5BC6;&#x5EA6;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x95A2;&#x9023;&#x306E; photoblinking overcounting &#x3092;&#x542B;&#x3080;&#x753B;&#x50CF;&#x304B;&#x3089;&#x78BA;&#x5B9F;&#x306B;&#x884C;&#x3046;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x304C;&#x3001;&#x6B63;&#x78BA;&#x306A;&#x7D76;&#x5BFE;&#x5BC6;&#x5EA6;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x3068;&#x305D;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x5FE0;&#x5B9F;&#x306A;&#x8868;&#x73FE;&#x5206;&#x5B50;&#x6570;&#x3068;&#x7D30;&#x80DE;&#x69CB;&#x9020;&#x3067;&#x306E;&#x30DD;&#x30B8;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x306E;&#x30AF;&#x30E9;&#x30B9;&#x30BF; &#x30EA;&#x30F3;&#x30B0; &#x30A2;&#x30EB;&#x30B4;&#x30EA;&#x30BA;&#x30E0;&#x306E;&#x30A2;&#x30D7;&#x30EA;&#x30B1;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x306B;&#x540C;&#x3058;&#x5206;&#x5B50;&#x304B;&#x3089;&#x767A;&#x4FE1;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x30B0;&#x30EB;&#x30FC;&#x30D7;&#x306E;&#x30ED;&#x30FC;&#x30AB;&#x30E9;&#x30A4;&#x30BA;&#x304C;&#x5FC5;&#x8981;&#x3092;&#x767A;&#x898B;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x6211;&#x3005; &#x306E;&#x5206;&#x6790;&#x65B9;&#x6CD5;&#x7570;&#x306A;&#x308B;&#x30AF;&#x30E9;&#x30B9;&#x30BF; &#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x95BE;&#x5024;&#x3092;&#x6301;&#x3064;&#x5358;&#x7D14;&#x306A;&#x30A2;&#x30EB;&#x30B4;&#x30EA;&#x30BA;&#x30E0;&#x306E;&#x9069;&#x7528; (t(Thresh) &#x3068; d(Thresh)) &#x518D;&#x69CB;&#x6210;&#x753B;&#x50CF;&#x306E;&#x7CBE;&#x5EA6;&#x306B;&#x5F71;&#x97FF;&#x3057;&#x3001;&#x6700;&#x9069;&#x306A;&#x3057;&#x304D;&#x3044;&#x5024;&#x3092;&#x9078;&#x629E;&#x3059;&#x308B;&#x7C21;&#x5358;&#x306A;&#x65B9;&#x6CD5;&#x3092;&#x958B;&#x767A;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x307E;&#x305F;&#x3001;&#x30A4;&#x30E1;&#x30FC;&#x30B8;&#x30F3;&#x30B0;&#x6761;&#x4EF6;&#x304C;&#x6B63;&#x78BA;&#x306A;&#x8D85;&#x89E3;&#x50CF;&#x753B;&#x50CF;&#x518D;&#x69CB;&#x6210;&#x30AF;&#x30E9;&#x30B9;&#x30BF; &#x30EA;&#x30F3;&#x30B0; &#x30A2;&#x30EB;&#x30B4;&#x30EA;&#x30BA;&#x30E0;&#x3067;&#x9069;&#x5207;&#x304B;&#x3069;&#x3046;&#x304B;&#x3092;&#x8A55;&#x4FA1;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x3001;&#x5B9F;&#x8A3C;&#x7684;&#x57FA;&#x6E96;&#x3092;&#x7279;&#x5B9A;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x3057;&#x304D;&#x3044;&#x5024;&#x9078;&#x5B9A;&#x6CD5;&#x3068;&#x753B;&#x50CF;&#x51E6;&#x7406;&#x6761;&#x4EF6;&#x306E;&#x57FA;&#x6E96;&#x306F;&#x7C21;&#x5358;&#x65E2;&#x5B58;&#x306E;&#x30D1;&#x30FC;&#x30E0;&#x306E;&#x30AF;&#x30E9;&#x30B9;&#x30BF; &#x30EA;&#x30F3;&#x30B0; &#x30A2;&#x30EB;&#x30B4;&#x30EA;&#x30BA;&#x30E0;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x5B9F;&#x9A13;&#x6761;&#x4EF6;&#x5185;&#x3067;&#x5B9F;&#x88C5;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x672C;&#x624B;&#x6CD5;&#x306E;&#x4E3B;&#x306A;&#x5229;&#x70B9;&#x306F;&#x3001;&#x30B9;&#x30FC;&#x30D1;&#x30FC;&#x30EC;&#x30BE;&#x30EA;&#x30E5;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3; &#x30A4;&#x30E1;&#x30FC;&#x30B8;&#x3068;&#x5206;&#x5B50;&#x306E;&#x4F4D;&#x7F6E;&#x306E;&#x30EA;&#x30B9;&#x30C8;&#x3092;&#x5FE0;&#x5B9F;&#x306B;&#x5206;&#x5B50;&#x30AB;&#x30A6;&#x30F3;&#x30C8;&#x3068;&#x306E;&#x307F;&#x69CB;&#x9020;&#x30D7;&#x30ED;&#x30D1;&#x30C6;&#x30A3; &#x30A2;&#x30F3;&#x30B5;&#x30F3;&#x30D6;&#x30EB; &#x30D1;&#x30E9;&#x30E1;&#x30FC;&#x30BF;&#x30FC;&#x306B;&#x307E;&#x3068;&#x3081;&#x305F;&#x306E;&#x3067;&#x306F;&#x306A;&#x304F;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x69CB;&#x9020;&#x5185;&#x306E;&#x4F4D;&#x7F6E;&#x3092;&#x8868;&#x3059;&#x3092;&#x751F;&#x6210;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3067;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x6A5F;&#x80FD;&#x306F;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x69CB;&#x9020;&#x7570;&#x7A2E;&#x5BC6;&#x5EA6;&#x3068;&#x4E0D;&#x898F;&#x5247;&#x306A;&#x5F62;&#x72B6;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x7279;&#x306B;&#x6709;&#x7528;&#x306A;&#x308A;&#x3001;&#x3055;&#x307E;&#x3056;&#x307E;&#x306A;&#x7570;&#x306A;&#x308B;&#x751F;&#x7269;&#x5B66;&#x7684;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x306E;&#x7279;&#x5B9A;&#x306E;&#x30CB;&#x30FC;&#x30BA;&#x306B;&#x5408;&#x308F;&#x305B;&#x305F;&#x5B9A;&#x91CF;&#x8A08;&#x6E2C;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x751F;&#x3058;&#x308B;&#x5149;&#x6D3B;&#x6027;&#x7684;&#x5C40;&#x5728;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1; &#xFF08;&#x30D1;&#x30FC;&#x30E0;&#xFF09; &#x753B;&#x50CF;&#x306E;&#x6B63;&#x78BA;&#x306A;&#x5B9A;&#x91CF;&#x7684;&#x306A;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x306E;&#x69CB;&#x7BC9;&#x3002;

Photoactivated &#xC9C0;&#xC5ED;&#xD654; &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD; &#xAC80;&#xC0AC; &#xBC95; (&#xC190;&#xBC14;&#xB2E5;) &#xD655;&#xB960;&#xC801; &#xAD11;&#xD559; &#xC7AC;&#xAC74; &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD; &#xAC80;&#xC0AC; &#xBC95; (&#xD3ED;&#xD48D;) &#xC9C0;&#xC5ED;&#xD654;&#xC5D0; &#xAE30;&#xCD08;&#xB97C; &#xB454; &#xC288;&#xD37C; &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD; &#xAE30;&#xC220;&#xC774; &#xC804;&#xB840; &#xC5C6;&#xB294; &#xAD11;&#xD559; &#xD574;&#xC0C1;&#xB3C4;&#xC640; &#xC138;&#xD3EC; &#xAD6C;&#xC870;&#xC758; &#xC870;&#xC0AC;&#xB97C; &#xD5C8;&#xC6A9; &#xD588;&#xB2E4;. &#xADF8;&#xB7EC;&#xB098; &#xD55C; &#xC8FC;&#xC694; &#xC7A5;&#xC560; &#xC288;&#xD37C; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9C0;&#xB97C; &#xD574;&#xC11D; &#xD558;&#xB294;, fluorophore photoblinking&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xBC1C;&#xC0DD; &#xD558;&#xB294; &#xBD84;&#xC790; &#xC218;&#xC758; overcounting &#xC774;&#xB2E4;. &#xC2E4;&#xD5D8; &#xBC0F; &#xC2DC;&#xBBAC;&#xB808;&#xC774;&#xC158; &#xB41C; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9C0;&#xB97C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC;, &#xC6B0;&#xB9AC; &#xC288;&#xD37C; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9C0;&#xC758; &#xC815;&#xD655;&#xD55C; &#xC7AC;&#xAD6C;&#xC131; &#xBC0F; &#xAD6C;&#xC870;&#xC801; &#xCC28;&#xC6D0;&#xACFC; &#xADF8; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9C0;&#xC5D0;&#xC11C; &#xB9CC;&#xB4E0; &#xBD84;&#xC790; &#xBC00;&#xB3C4;&#xC758; &#xC815;&#xB7C9;&#xC801; &#xCE21;&#xC815; photoblinking&#xC758; &#xC601;&#xD5A5;&#xC744; &#xD655;&#xC778; &#xD588;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xAD6C;&#xC870; &#xCC28;&#xC6D0; &#xBC0F; &#xC0C1;&#xB300; &#xBC00;&#xB3C4; &#xCE21;&#xC815;&#xC744; &#xD3EC;&#xD568; overcounting photoblinking &#xAD00;&#xB828; &#xB41C; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9C0;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC548;&#xC815;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xB9CC;&#xB4E4; &#xC218; &#xC788;&#xC9C0;&#xB9CC; &#xC815;&#xD655;&#xD55C; &#xC808;&#xB300; &#xBC00;&#xB3C4; &#xCE21;&#xC815; &#xBC0F; &#xBD84;&#xC790; &#xC218;&#xC640; &#xC138;&#xD3EC; &#xAD6C;&#xC870;&#xC5D0; &#xC704;&#xCE58; &#xB530;&#xB77C;&#xC11C; &#xCDA9;&#xC2E4; &#xD55C; &#xD45C;&#xD604;&#xC774; &#xD544;&#xC694;&#xB85C; &#xAC19;&#xC740; &#xBD84;&#xC790;&#xC5D0;&#xC11C; &#xBC1C;&#xC0DD; &#xD55C; &#xADF8;&#xB8F9; &#xAD6D;&#xBD80;&#xB97C; &#xD074;&#xB7EC;&#xC2A4;&#xD130;&#xB9C1; &#xC54C;&#xACE0;&#xB9AC;&#xC998;&#xC758; &#xC751;&#xC6A9; &#xD504;&#xB85C;&#xADF8;&#xB7A8;&#xC744; &#xBC1C;&#xACAC;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xAC00; &#xC5B4;&#xB5BB;&#xAC8C; &#xBD84;&#xC11D; &#xB2E4;&#xB978; &#xD074;&#xB7EC;&#xC2A4;&#xD130;&#xB9C1; &#xC784;&#xACC4;&#xAC12;&#xC744; &#xAC16;&#xB294; &#xAC04;&#xB2E8;&#xD55C; &#xC54C;&#xACE0;&#xB9AC;&#xC998; &#xC801;&#xC6A9; (t(Thresh) &#xBC0F; d(Thresh)) &#xBCF5;&#xC6D0;&#xB41C; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9C0;&#xC758; &#xC815;&#xD655;&#xB3C4; &#xC601;&#xD5A5;&#xC744; &#xC90D;&#xB2C8;&#xB2E4; &#xBC0F; &#xCD5C;&#xC801;&#xC758; &#xC784;&#xACC4;&#xAC12;&#xC744; &#xC120;&#xD0DD; &#xD558;&#xB294; &#xC26C;&#xC6B4; &#xBC29;&#xBC95;&#xC744; &#xAC1C;&#xBC1C; &#xD588;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC; &#xB610;&#xD55C; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9D5; &#xC870;&#xAC74;&#xC774; &#xC815;&#xD655; &#xD558; &#xAC8C; &#xC288;&#xD37C; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9C0; &#xC7AC;&#xAC74; &#xD074;&#xB7EC;&#xC2A4;&#xD130;&#xB9C1; &#xC54C;&#xACE0;&#xB9AC;&#xC998;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC801;&#xC808; &#xD55C; &#xC788;&#xB294;&#xC9C0; &#xC5EC;&#xBD80;&#xB97C; &#xD3C9;&#xAC00; &#xACBD;&#xD5D8;&#xC801; &#xC870;&#xAC74;&#xC744; &#xC2DD;&#xBCC4; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC784;&#xACC4;&#xAC12; &#xC120;&#xD0DD; &#xBC29;&#xBC95; &#xBC0F; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9D5; &#xC870;&#xAC74; &#xC870;&#xAC74;&#xC744; &#xC27D;&#xAC8C; &#xAE30;&#xC874; &#xD31C; &#xD074;&#xB7EC;&#xC2A4;&#xD130;&#xB9C1; &#xC54C;&#xACE0;&#xB9AC;&#xC998; &#xBC0F; &#xC2E4;&#xD5D8; &#xC870;&#xAC74; &#xB0B4;&#xC5D0;&#xC11C; &#xAD6C;&#xD604;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xC758; &#xBC29;&#xBC95;&#xC758; &#xC8FC;&#xC694; &#xC7A5;&#xC810;&#xC740; &#xBD84;&#xC790; &#xC218;&#xC640;&#xB9CC; &#xC559;&#xC0C1;&#xBE14; &#xB9E4;&#xAC1C; &#xBCC0;&#xC218;&#xB85C; &#xAD6C;&#xC870;&#xC801; &#xC18D;&#xC131;&#xC744; &#xC694;&#xC57D; &#xD558;&#xB294; &#xAC83; &#xBCF4;&#xB2E4;&#xB294; &#xC138;&#xD3EC;&#xC758; &#xAD6C;&#xC870; &#xB0B4;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC704;&#xCE58;&#xB97C; &#xCDA9;&#xC2E4; &#xD558; &#xAC8C; &#xB098;&#xD0C0;&#xB0B4;&#xB294; &#xC288;&#xD37C; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9C0;&#xC640; &#xBD84;&#xC790; &#xC704;&#xCE58; &#xBAA9;&#xB85D; &#xC0DD;&#xC131;. &#xC774; &#xAE30;&#xB2A5;&#xACFC; &#xC774;&#xAE30;&#xC885; &#xBC00;&#xB3C4; &#xBC0F; &#xBD88;&#xADDC;&#xCE59; &#xD55C; &#xD615;&#xC0C1;&#xC758; &#xC138;&#xD3EC; &#xAD6C;&#xC870;&#xC5D0; &#xD2B9;&#xD788; &#xC720;&#xC6A9; &#xD558; &#xAC8C; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xC815;&#xB7C9;&#xC801; &#xCE21;&#xC815; &#xB2E4;&#xB978; &#xC0DD;&#xBB3C; &#xD559;&#xC801; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;&#xC758; &#xD2B9;&#xC815; &#xC694;&#xAD6C;&#xC5D0; &#xB9DE;&#xAC8C; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;.

Photoactivated &#xC9C0;&#xC5ED;&#xD654; &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD; &#xAC80;&#xC0AC; &#xBC95; (&#xD31C;) &#xC774;&#xBBF8;&#xC9C0;&#xC758; &#xC815;&#xB7C9;&#xC801; &#xCE21;&#xC815;&#xC744; &#xC704;&#xD574; &#xC815;&#xD655;&#xD55C; &#xAC74;&#xC124;.

T&eacute;cnicas de microscop&iacute;a de superresoluci&oacute;n basadas en localizaci&oacute;n como microscop&iacute;a de localizaci&oacute;n fotoactivado (PALM) y estoc&aacute;stico microscopia &oacute;ptica de reconstrucci&oacute;n (tormenta) han permitido que las investigaciones de las estructuras celulares con resoluciones &oacute;pticas sin precedentes. Un obst&aacute;culo importante para la interpretaci&oacute;n de im&aacute;genes de superresoluci&oacute;n, sin embargo, es la overcounting de n&uacute;meros de la mol&eacute;cula causados por photoblinking de fluor&oacute;foro. Usando im&aacute;genes experimentales y simuladas, determinamos los efectos de photoblinking sobre la reconstrucci&oacute;n exacta de superresoluci&oacute;n im&aacute;genes y mediciones cuantitativas de dimensi&oacute;n estructural y la densidad de la mol&eacute;cula de esas im&aacute;genes. Se encontr&oacute; que la dimensi&oacute;n estructural y las medidas de la densidad relativa pueden hacerse confiablemente de im&aacute;genes que contienen relacionados con photoblinking overcounting, pero las mediciones de densidad absoluta exacta y por lo tanto fieles representaciones de cuentas de la mol&eacute;cula y de posiciones en las estructuras celulares, requieren la aplicaci&oacute;n de un algoritmo de agrupamiento en localizaciones de grupo que se originan en la misma mol&eacute;cula. Hemos analizado c&oacute;mo aplicar un algoritmo simple con diferentes umbrales de agrupamiento (t(Thresh) y d(Thresh)) afecta la precisi&oacute;n de las im&aacute;genes reconstruidas y desarroll&oacute; un m&eacute;todo f&aacute;cil para seleccionar umbrales &oacute;ptimos. Tambi&eacute;n identificamos un criterio emp&iacute;rico para evaluar si una condici&oacute;n de la imagen es apropiada para la reconstrucci&oacute;n de la imagen de superresoluci&oacute;n precisa con el algoritmo de agrupamiento. El m&eacute;todo de selecci&oacute;n del umbral y criterio de condici&oacute;n im&aacute;genes son f&aacute;ciles de implementar algoritmos de clustering de PALM existentes y las condiciones experimentales. La principal ventaja de nuestro m&eacute;todo es que genera una superresoluci&oacute;n imagen mol&eacute;cula posici&oacute;n lista y que representa fielmente la mol&eacute;cula cuentas y posiciones dentro de una estructura celular, en lugar de s&oacute;lo resumir propiedades estructurales en par&aacute;metros del conjunto. Esta funci&oacute;n resulta especialmente &uacute;til para las estructuras celulares de densidad heterog&eacute;nea y geometr&iacute;as irregulares y permite una variedad de mediciones cuantitativas a necesidades espec&iacute;ficas de los diferentes sistemas biol&oacute;gicos.

Exactas de la construcci&oacute;n de im&aacute;genes de microscop&iacute;a (PALM) de localizaci&oacute;n de fotoactivado para mediciones cuantitativas.

Article	Year
Redesign of a central enzyme in alkaloid biosynthesis. Chemistry & biology\| PubMed ID: 17113995	2006
In vivo structure of the E. coli FtsZ-ring revealed by photoactivated localization microscopy (PALM). PloS one\| PubMed ID: 20856929	2010
Direct activation of Epac by sulfonylurea is isoform selective. Chemistry & biology\| PubMed ID: 21338921	2011
Superresolution microscopy for microbiology. Cellular microbiology\| PubMed ID: 22947061	2012
Accurate Construction of Photoactivated Localization Microscopy (PALM) Images for Quantitative Measurements. PloS one\| PubMed ID: 23251611	2012

Carla Coltharp

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