隨機(jī)光學(xué)重建顯微鏡STORM技術(shù)可以提供10倍于傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的分辨率，是觀察細(xì)胞器乃至生物大分子結(jié)構(gòu)和定位的利器适袜。

01研究介紹

2020年帘战，美國(guó)匹茲堡大學(xué)生物醫(yī)藥光學(xué)影像實(shí)驗(yàn)室的研究人員優(yōu)化了STORM成像方法掏秩，并將其用于小鼠腸上皮傳統(tǒng)病理石蠟切片中異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的觀察圃活，獲得了高質(zhì)量的超分辨率圖像。研究結(jié)果揭示了腫瘤細(xì)胞惡變?cè)缙诘囊粋€(gè)標(biāo)志性特征——染色質(zhì)高階折疊結(jié)構(gòu)逐漸變得松散和碎片化埠啃。這或許對(duì)提高癌癥的診斷瑟由，分級(jí)和預(yù)防具有積極作用。

02研究?jī)?nèi)容（節(jié)選）

許多研究表明異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的缺陷會(huì)導(dǎo)致基因組不穩(wěn)定并增加腫瘤發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)顺盆。作者使用經(jīng)過(guò)優(yōu)化的STORM成像技術(shù)觀察H3K9me3標(biāo)記的異染色體結(jié)構(gòu)蛹活，結(jié)合多種測(cè)量分析方法，發(fā)現(xiàn)在正常組織中莹遍，異染色體形成了高度聚合的大的納米簇匕磅，而在腫瘤模型小鼠中，癌變的早期異染色體聚合結(jié)構(gòu)逐漸擴(kuò)散陶啥，提示異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)解體晃逞。

圖1、ApcMin/+小鼠模型異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的超分辨率成像眉剿。

作者同時(shí)拍攝了野生型和腫瘤模型小鼠腸上皮組織DAPI染色的3D-SIM圖像虽才，并測(cè)量了3D染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，與正常組織對(duì)比团何，異染色質(zhì)區(qū)的熒光強(qiáng)度降低寨都，體積擴(kuò)散變，共同提示異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)解體司型。

圖2昼接、野生型小鼠正常細(xì)胞和12周ApcMin/+小鼠腫瘤細(xì)胞中DAPI染色DNA折疊的3D-SIM圖像爽篷。

為了研究異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞對(duì)基因穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)錄的影響，作者選擇DNA雙鏈斷裂標(biāo)記γ-H2AX位點(diǎn)作為觀察對(duì)象慢睡，發(fā)現(xiàn)來(lái)自腫瘤模型小鼠的標(biāo)本中γ-H2AX位點(diǎn)數(shù)量顯著增加逐工，表明DNA損傷或基因組不穩(wěn)定。作者進(jìn)一步觀察了癌變過(guò)程中活性轉(zhuǎn)錄因子RNAPII的變化漂辐，以及解體后小的DNA納米簇與RNAPII共定位關(guān)系泪喊，證明腫瘤發(fā)生過(guò)程中轉(zhuǎn)錄活性逐漸增加。

圖3者吁、染色質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞對(duì)轉(zhuǎn)錄和基因組穩(wěn)定性的影響窘俺。

圖4、異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞的功能和結(jié)構(gòu)后果复凳。

作者根據(jù)研究結(jié)果提出了描述癌變過(guò)程中異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的分子尺度模型（圖5）瘤泪。即正常細(xì)胞在癌變過(guò)程中向腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)化，染色質(zhì)折疊逐漸解壓縮育八、片段化对途，伴異染色質(zhì)焦點(diǎn)擴(kuò)大，從而增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄工廠形成和基因組不穩(wěn)定性髓棋。

圖5锉寿、描述癌變過(guò)程中異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的分子尺度模型。

03超高分辨顯微成像系統(tǒng)iSTORM預(yù)約試拍

現(xiàn)已發(fā)布的超高分辨率顯微成像系統(tǒng) iSTORM趴国，成功實(shí)現(xiàn)了光學(xué)顯微鏡對(duì)衍射極限的突破泣虚，使得在 20 nm的分辨率尺度上從事生物大分子的單分子定位與計(jì)數(shù)、亞細(xì)胞及超分子結(jié)構(gòu)解析债苍、生物大分子生物動(dòng)力學(xué)等的研究成為現(xiàn)實(shí)坠痒，從而給生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域帶來(lái)重大突破 咳铅。

超高分辨率顯微成像系統(tǒng) iSTORM 具有 20 nm超高分辨率选阔、3通道同時(shí)成像、3D同步拍攝具椒、實(shí)時(shí)重構(gòu)坎扰、2小時(shí)新手掌握 等特點(diǎn)，已實(shí)現(xiàn)活細(xì)胞單分子定位與計(jì)數(shù)斧壮，并提供熒光染料選擇物虑、樣本制備、成像服務(wù)與實(shí)驗(yàn)方案整體解決方案蔬咬， 以納米級(jí)觀測(cè)精度求泰、高穩(wěn)定性、廣泛環(huán)境適用计盒、快速成像渴频、簡(jiǎn)易操作等優(yōu)異特性，獲得了超過(guò)50家科研小組和100多位科研人員的高度認(rèn)可北启。

參考文獻(xiàn)鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41467-020-15718-7