$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Визуализация субклеточных структур и динамики белка в живых клетках с разрешением, выходящим за предел дифракционного предела света, обычно очень сложна1-3. В то время как были разработаны многочисленные методы сверхвысокого разрешения, такие как стохастическая-оптическая-реконструкционная-микроскопия (STORM), фотоактивированная локализация-микроскопия (PALM) и стимуляция-эмиссия-истощение (STED)4,5,6, осложнения в подготовке образцов, а также необходимость поддержания жизнеспособности и активности ex vivo ограничивают использование обычной микроскопии сверхвысокого разрешения для визуализации живых образцов. Обычная конфокальная микроскопия не может достичь пространственного разрешения выше ~ 230 нм XY-разрешения и часто недостаточна для наблюдения сложных клеточных подструктур5,6. Однако недавняя разработка в конфокальной микроскопии, Airyscan super-resolution imaging, способна достигать примерно 140 нм (XY-разрешение)7,8 и имеет относительно простую пробоподготовку, совместимую с живой визуализацией. Поскольку эта система обнаружения изображений требует длительного времени сбора, ее высокое пространственное разрешение происходит за счет временного разрешения9. Поэтому необходим метод, гарантируя, что визуализация живых клеток расширена с высоким пространственным разрешением.
Здесь мы разработали метод наблюдения живых клеток в интактной ткани с оптимальным разрешением для расшифровки субклеточных структур с подробной пространственной информацией. Этот метод разработан таким образом, что образцы могут быть установлены стабильно в течение длительного периода времени (~ 10 ч) без перемещения или вырождения. Живые клеточные среды, используемые в этой технике, могут поддерживать клеточную функцию и избегать фотоотбеливания в течение 10 часов под микроскопом сверхвысокого разрешения. Наконец, этот протокол минимизирует большинство стрессов, вызванных постоянным освещением лазеров в течение длительных периодов времени, таких как гипоксия, изменения влажности и температуры, а также истощение питательных веществ.
Используя этот протокол для изображения стволовых клеток зародышевой линии (GSC) дрозофилы, мы смогли наблюдать, как асимметричная активность микротрубочек позволяет предпочтительно взаимодействовать с эпигенетически отличными сестринскими хроматидами10,11,12,13. Эти типы клеточных событий очень динамичны и их очень трудно визуализировать в живых клетках с использованием других методов визуализации со сверхвысоким разрешением, таких как STORM, PALM или STED. Мы ожидаем, что этот метод станет очень полезным для клеточных биологов, поскольку они стремятся понять динамические субклеточные структуры живых клеток, проживающих в тканях. Существует множество областей, в которых этот метод может быть применен, например, изучение динамики белков; понимание движения клеток; и процессы отслеживания родословной и клеточной дифференцировки, среди других возможных применений.