荧光蛋白的低光稳定性会限制其在荧光显微镜中的应用。本文中Atsushi Miyawaki 教授实验室开发了一种新的绿色荧光蛋白StayGold,其源自水母, 比目前任何可用的荧光蛋白都更耐光漂白,并且具有与 mNeon-Green 相似的细胞亮度。研究人员使用结构照明显微镜 (SIM) 对内质网 (ER) 的动态进行成像, 几分钟后,发现相比具有针对ER 稳定性而优化后的GFP 变体,StayGold标记的ER观察到的光漂白显著减少。使用 StayGold 融合和 SIM成像,研究人员还对线粒体的动力学(融合和裂变)进行了研究,发现StayGold 将大大减少光漂白带来的限制,特别是在活细胞或三维成像中。

1 水母衍生荧光蛋白 StayGold 的光稳定性。
a-c 共聚焦图像C. uchidae 的自发荧光。(a) N.livescens壳上的荧光息肉;外壳是椭圆形的,尺寸约为 1.5 cm x 1.0 cm. 孤立的息肉 (b) 和雌性水母 (c) 的荧光图像与微分干涉图像叠加。由Nikon confocal C1 拍摄。

3D-SIM 活细胞超分辨率成像

快速、可持续、全细胞的3D-SIM 成像展示组胺和抗组胺试剂诱导内质网 ER 结构的纵向变化。分别在 2 min 4 min 加入用10 μM
histamine
100 μM
cyproheptadine
依次启动和关闭钙离子流动。以下视频是通过对原始大量视频数据进行压缩而生成的。

相邻表达er-(n2)oxStayGold(c4) 的3个 HeLa 细胞通过3D-SIM (N-SIM S) 以每秒 2.6 帧的时间分辨率连续成像 6 min
相邻表达er-(n2)oxStayGold的3个 HeLa 细胞通过3D-SIM (N-SIM S) 以每秒 1.1 帧(下)的时间分辨率连续成像 6 min
可持续和全细胞 3D-SIM 对线粒体的裂变/融合事件进行成像。表达 mt-StayGold 的 HeLa 细胞通过 3D-SIM (N-SIM S) 以 每秒0.72 帧的速度连续成像 5 min。原始(左)和重建(右)图像并排显示。

本研究中的活细胞超分辨率 3D-SIM 图像是在 Nikon N-SIM S 显微镜上连续采集的(无间隔),配备 SR HP Plan Apo λS 100×C/1.35 NA 硅油物镜和 CMOS 相机(ORCA FUSION,Hamamatsu Photonics),每帧由 15 张原始图像构成(5 phases, 3 angles)。图像采集和分析由 NIS-Elements AR(5.30.00 version)完成。

参考文献
Masahiko Hirano et al., A highly photostable and bright green fluorescent protein.
Nature biotechnology, 2022(4).

产品信息

N-SIM S 超分辨率显微镜采用独特的高速结构化照明系统,可实现高达15
fps的采集速度。这使其能以传统光学显微镜两倍的空间分辨率(XY高达115nm)捕捉快速的生物反应事件
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