$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Nous avons présenté une série de protocoles de visualisation transitoire compaction de l’ADN chez les cyanobactéries. Le concept de base est similaire à celle de la lumière corrélative et microscopie électronique (CLEM)12. En outre, dans cette méthode, cyanobactéries vivantes ont été surveillés par microscopie de fluorescence, rapidement gelés sur les grilles de l’EM et visualisés directement avec la tomographie cryo-électronique haute tension. Comme une première demande, la structure détaillée de l’ADN compacté cellules bactériennes a été visualisé avec succès en 3D. Actuellement, cette procédure est spécifique à ce sujet, mais il sera appliqué de manière plus approfondie, avec une méthode modifiée dans certains cas. Ici, les avantages, les limites et les possibilités futures de cette méthode sont discutées.
Un des avantages de cette méthode est la visualisation 3D de la cellule entière. 1 MV HVEM visualisé avec succès la dynamique compactés de structure des organites subcellulaires dans l’ADN des cellules. Cependant, la structure fine à l’intérieur des cellules normales ne pouvait distinguer en raison du contraste de l’image faible. Augmentation d’inélastiques et diffusions multiples spécimens épais brouille l' image13. Zéro-perte et plus-probable image filtrées par un filtre d’énergie peut améliorer le contraste de l’image en réduisant la diffusion inélastique14,15, mais cela ne fonctionnera pas pour les spécimens plus épais que l’iMFP. Les pics de zéro-perte et plus-probable diminuent considérablement avec l’épaisseur de l’échantillon. Il est particulièrement difficile d’obtenir un rapport signal-bruit suffisant pour les spécimens de glace incorporé sensibles d’électrons. Murata et coll. ont montré que transmission de balayage de 1MV donne de microscopie (tige) plus haut contraste de l’image qu’une image de champ lumineux en plastique intégrée des cellules de levure avec 5 µm d’épaisseur, où le contraste de l’image est principalement donné par contraste amplitude13 . Cependant, il est prévu que l’effet de dégâts de boule de neige sur les électrons accélérés supérieurs crée une autre limitation à la dose d’irradiation pour dommages sensibles cryo-spécimens de16. L’application de Volta et Zernike phase plaques17,18 pour HVEM peut être en mesure de réduire les dégâts de boule de neige en réduisant la dose totale à l’avenir. Une autre limitation à l’utilisation de HVEM pour échantillons épais vient du fait que les installations de l’utilisateur qui fournissent HVEM sont rares dans le monde entier.
En utilisant une autre méthode d’observer des échantillons épais, tomographie cryo-tige à 300 kV a démontré images à contraste élevé sur des échantillons congelés hydratés d’épaisseur supérieure à plusieurs centaines de nanomètres19. Pour récupérer le contraste de phase en cryo-tige, pthychographic la microscopie électronique a également été introduite, dans laquelle la plaque de phase dans la lentille condenseur transpose une diffraction modulés en phase à un pixélisé détecteur 2D20. Les images sont récupérées par des calculs de diffractions multiples. Cryo-imagerie directe et rapide 3D de grande originaire congelés échantillons, cryo-FIB-SEM peut aussi être utilisé21, où série sectionnant avec un faisceau ionique focalisé et bloquer le visage d’imagerie est appliqué pour l’imagerie entièrement hydratés échantillons congelés. Bien que ces technologies élargir le champ de vision de spécimens biologiques, il est difficile de trouver l’emplacement de la cible de la bactérie, étiqueté par ex. bactéries, car la cible est complètement sous la glace et ne peut être identifiée avant de tailler.
Compaction de l’ADN produit une structure distincte chez les cyanobactéries. ADN compacté cellules sont facilement distingués même sans être teinté en raison d’un préjugé de grande densité au sein des cellules qui n’est pas présent dans les cellules normales. Toutefois, afin de visualiser plus d’événements les au sein de la cellule, il est nécessaire de transférer le ROI fluorescent étiqueté dans le microscope électronique. Pour corrélatif microscopie photonique et électronique (CLEM), les images au microscope photonique et au microscope électronique sont généralement corrélés à l’aide des billes de latex fluorescentes ou points quantiques sur EM finder grilles12. Les particules d’étiquetage doivent être de densité électronique élevée en plus de la fluorescence. Ils peuvent avec précision et fiabilité corréler les positions entre les deux images. En outre, en confirmant la zone étiquetée avec la microscopie de cryo-lumière, chevauchement complet de retour sur investissement peut être réalisé entre les deux microscopes. Lors de la caractérisation des événements structurels plus détaillées dans la compaction de l’ADN, ces particules et microscopie de cryo-light sera un outil indispensable pour une corrélation plus robuste et précis à l’avenir.
Cet article montre comment caractériser la structure transitoire de compaction de l’ADN chez les cyanobactéries par une combinaison de culture synchrone, de microscopie par fluorescence et de tomographie cryo-électronique haute tension. Ce protocole met l’accent sur l’observation de l’ADN compacté. En combinant cette méthode avec d’autres nouvelles technologies mentionnées ci-dessus, il sera possible d’étudier le processus de compactage d’ADN plus en détail, et méthodes convenablement modifiées sont largement applicables à d’autres événements structurels dynamiques dans les bactéries.