植物细胞发育与形态发生

用TIRF清晰显示植物微管蛋白

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本文讨论了如何利用全内反射荧光研究植物细胞中构成微管的微管蛋白分子(蒂尔夫显微镜)以更好地了解微管蛋白动力学以及细胞发育和形态发生。为了可视化微管中的微管蛋白分子,需要一种成像解决方案,使它们易于在植物细胞表面附近分解。常规的宽视野显微镜检测到太多的离焦荧光信号,从而导致分辨率降低。 蒂尔夫 显微镜可以最大程度地减少离焦荧光,并使微管蛋白清晰可见, 蒂尔夫 研究分子动力学的有用工具。

Introduction

活细胞成像技术和分子遗传学通常用于可视化和研究分子和细胞器的组织和动态行为方面的植物细胞发育和形态发生研究。 [1]。特别令人感兴趣的是细胞如何产生不对称性和特定形状。本文的重点是皮质微管细胞骨架的组织及其如何组织质膜和细胞壁以指导细胞生长和分裂的模式 [1]

Challenges

为了研究植物细胞中的微管,需要一种荧光成像溶液,以使植物细胞标本表面附近的微管易于分辨。由于大量的散焦荧光信号,常规的宽视野荧光显微镜无法提供解决植物微管所必需的高信噪比。

Methods

用植物细胞表面的荧光标记的微管蛋白分子研究了微管细胞骨架的重组动力学,例如 拟南芥 (淡水芹),使用 DMi8 S 显微镜 无限TIRF (全内反射荧光)模块 [2]。此外,落射荧光显微镜 [3] 使用100x Plan Apo物镜进行。具有无限功能的DMi8 S 蒂尔夫 还用于HILO(高度倾斜和层压光学)模式 [4]. 蒂尔夫 显微镜允许科学家仅对靠近盖玻片和植物细胞标本底部的微管蛋白分子成像。

Results

下图1中的图像显示了活体下胚轴细胞中的荧光微管结构 拟南芥 厂。图1A显示了落射荧光 [3] 植物的形象。散焦荧光掩盖了微管结构,使得无法研究这些结构。图1B显示了用HILO模式成像的相同结构 [4] 与落射荧光相比略有改善。图1C显示了 蒂尔夫 图片 [2]清晰可见微管蛋白分子。结果表明 DMi8 S 显微镜 无限TIRF 该模块是用于对植物细胞中微管蛋白动力学进行成像的出色工具。 HILO模式用于扫描植物表面,以找到最适合活细胞成像的细胞。此模式可以清除许多信号模糊,失焦的光线,并且比 蒂尔夫 这使得查找感兴趣的结构变得更加容易。 蒂尔夫 然后,显微镜可以用来追踪植物细胞中微管蛋白的动态变化,以研究细胞骨架重组如何促进植物生长。

图1:下胚轴细胞的图像 拟南芥 表达mCherry-TUA5以标记微管细胞骨架:A)落射荧光; B)HILO;和C) 蒂尔夫。图片由加利福尼亚州斯坦福市卡内基科学研究所的Heather Cartwright博士,Jelmer Lindeboom博士和David Ehrhardt博士提供。

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