荧光显微镜下的细胞红绿灯

荧光显微镜下的细胞红绿灯

近日，“新国标红绿灯”、“新版红绿灯”话题引发热议，直冲各大平台热搜榜，很多人纷纷惊呼这设计是要搞出大量交通事故，幸好证实是虚惊一场，这种设计只会在少数情况下使用，不会推广。在细胞中，其实也存在运输系统和红绿灯，可以用荧光显微镜可视化观察，相关研究还曾获2013年诺贝尔奖，比新版红绿灯有意思，一起来了解下吧！

细胞中的“车辆”和“高速公路”

细胞内细胞器的定位、迁移和胞内物质运输，依赖于马达蛋白和微管（Microtubule，简称MT）的相互作用，前者相当于“车辆”，而后者相当于“高速公路”。2013年詹姆斯·罗斯曼、兰迪·谢克曼和托马斯·聚德霍夫3位科学家因发现细胞中囊泡转运机制，获得了2013年诺贝尔生理学或医学奖。

细胞中的车辆和高速公路①

细胞内细胞器的定位、迁移和胞内物质运输，依赖于马达蛋白和微管（Microtubule，简称MT）的相互作用，前者相当于“车辆”，而后者相当于“高速公路”。2013年詹姆斯·罗斯曼、兰迪·谢克曼和托马斯·聚德霍夫3位科学家因发现细胞中囊泡转运机制，获得了2013年诺贝尔生理学或医学奖。

两种马达蛋白在微管上相向而行②

马达蛋白有非常多种，通常关注的有两种，动力蛋白Dynein和驱动蛋白Kinesin，两种“车辆”运动方向刚好相反，前者主要负责从细胞的周围到细胞的中心运载细胞器和囊泡等货物，后者主要负责从细胞的中心到细胞的中心运载货物，顺便会把前者带出来。

荧光显微镜如何看到细胞中的车辆和公路？

荧光显微镜下的细胞微管（红）和动力蛋白（绿）②

动力蛋白、驱动蛋白和微管的相关研究通常在小鼠、果蝇等模式生物或培养细胞上进行，微管可以使用Tubulin红色荧光标记染色，动力蛋白和驱动蛋白一般利用GFP标记为绿色，由于观察目标非常小，因此一般建议使用MF43-N等研究级正置荧光显微镜，搭配高放大倍数、高数值孔径的60X油镜或100X油镜。

荧光成像延时摄影②

为了观察和记录动力蛋白/驱动蛋白随时间移动的情况，还需要用到类似MC50-S等高灵敏度的显微镜相机，进行延时摄影或视频录制，比如每300ms左右拍摄一张图片或抽取视频帧，然后多张图片叠加，即可分析出移动路径。

细胞交通中的红绿灯MAPs

明美MC50-S相机下的神经元荧光成像

动力蛋白、驱动蛋白的运输运动，受微管相关蛋白MAPs（Microtubule-Associated Protein）调节，因此MAPs蛋白又被称为“细胞交通中的红绿灯”，利用荧光标记技术，可以实现神经元的MAPs清晰成像。

明美MC50-S相机下的荧光成像

在神经细胞领域，目前已经发现MAP2、tau和MAP1b等微管相关蛋白MAPs会影响动力蛋白、驱动蛋白，在小鼠活体实验中单独敲除单个MAP不一定导致问题，表明这些MAPs可能有互补关系，就像红绿灯坏掉其中一个，并不会让交通信号完全无法判断。

MAP1B变异（绿）导致神经元退化（红）③

但基因突变等问题导致MAPs异常，就可能引发神经元退化等问题，比如MAP1B变异导致神经元退化、tau蛋白异常磷酸化导致阿兹海默症，这就像红绿灯异常亮起，红黄绿全亮，车辆就摸不着头脑该走还是该停了。

相关研究还在继续深入中

荧光显微镜MF43-N

“细胞红绿灯”非常有意思，值得深入，相关研究还在继续进行中，因为需要活细胞成像，因此研究级荧光显微镜在其中依旧扮演着重要的角色，如果您有需要进行相关的研究，我们推荐使用明美MF43-N正置荧光显微镜，成像质量高，使用方便，近年也有多位老师使用这款显微镜完成了高质量论文的发布，您和惊艳的荧光成像效果，可能就只差一通电话和一场试用。
附录：
①Source：learn.genetics.utah.edu②DOI:10.1242/jcs.115.7.1453 Source:PubMed③DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2757-14.2015 Source: PubMed

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来源：https://www.mshot.com/article/1547.html