我们刚刚对细胞分裂的细节进行了前所未有的了解

通过将现有成像过程中的荧光分子替换为散射光的荧光分子，研究人员揭示了我们活细胞内令人眼花缭乱的细节的全新水平。

这种创新的调整将使科学家能够在更长的时间内直接观察分子行为，为细胞分裂等关键生物过程打开一扇窗。

“活细胞是一个繁忙的地方，蛋白质到处熙熙攘攘，”解释密歇根大学生物医学工程师崔光杰。“我们的超分辨率对于观看这些动态活动非常有吸引力。

超分辨率是观察令人难以置信的小生物结构的过程。它使用一系列荧光分子星座的快照，突出显示目标组织的选定区域，消除泛光的模糊效应。

其开发背后的研究人员赢得了2014年诺贝尔奖.尽管这个过程是革命性的，但荧光分子吸收然后吐出的能力所需光波长在数十秒内磨损，这排除了持续时间较长的过程的映射。

因此，崔及其同事开发了一种系统来检测随机分布的金纳米棒的光散射，这一过程不会因反复曝光而崩溃。即使金标记大于目标结构，对杆的多个不同角度的子集进行成像并组合图像也能提供相同的高度详细的分辨率。

由此产生的系统允许以仅100个原子的分辨率进行惊人的250小时的连续观测。

然后，Cui及其同事用他们的新PINE纳米显微镜检查了细胞分裂的整个过程，揭示了一种前所未有的行为。肌动蛋白分子，直至单个分子水平。

肌动蛋白，细胞的主要成分细胞骨架，为细胞提供结构支撑，并有助于促进细胞内的运动。因此，这些分支细丝状分子在分裂细胞并将其拉成两个子细胞之前起着巨大的作用。

这些细胞的每个拷贝都继承了相同的内部，从蛋白质到DNA，但由于我们视觉技术的局限性，这种情况是如何发生的长期以来一直是一个谜。

在细胞分裂过程中观察904个肌动蛋白丝，Cui和他的团队可以看到单个分子如何相互表现。他们发现，当肌动蛋白分子彼此结合较少时，它们会扩展以寻找更多的链接。当每个肌动蛋白到达其邻居时，它会将其他肌动蛋白分子拉近，从而进一步增加其网络。

研究人员看到了这些小规模的运动是如何在更大规模的细胞视图中转化的。出乎意料的是，当肌动蛋白扩张时，细胞实际上会收缩，而当肌动蛋白收缩时，它会膨胀。这似乎是矛盾的，因此研究人员热衷于探索这种相反的运动是如何发生的。

“我们计划使用我们的方法来研究其他分子构建块如何组织成组织和器官，”密歇根大学生物医学工程师Somin Lee写为对话。

“我们的技术可能有助于研究人员可视化，进而更好地了解组织和器官中的分子缺陷如何发展成疾病。

这项研究发表于自然通讯.

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