技术支撑丨Multi-SIM助力姚雪彪/刘行团队发现蛋白液液相分离驱动微管组装动力学新机制的研究

中国科学技术大学姚雪彪、刘行联合团队近期在在细胞生物学国际权威学术期刊Nature Cell Biology杂志上发表题为Phase separation of EB1 guides microtubule plus-end dynamics的研究论文,阐明了EB1蛋白相分离调控纺锤体动力学与细胞分裂命运抉择、液液相分离驱动EB1蛋白形成纳米催化器的物理化学机制,解析了从酵母到人进化上保守的EB1相分离的化学代码,阐明了EB1相分离驱动纺锤体微管正端与染色体动态衔接的物质基础,向解析生物大分子凝聚态调控细胞命运可塑性理论研究迈出了重要一步。

 

EB1通过液-液相分离机制调控纺锤体动力学的模式图

 

利用Multi-SIM系统的掠入射结构光照明(GI-SIM)模态实现活细胞实时超分辨成像,姚雪彪/刘行团队观测到邻近的微管正末端定位的EB1-GFP彗星状结构能够发生快速的融合(见图A),证实了EB1蛋白在活细胞中的相分离特性,这为揭示微管正端蛋白质机器调控细胞分裂新机制提供了关键证据。

 

 

COS-7细胞中转染EB1-GFPmCherry-tubulin质粒,并进行GI-SIM超高分辨率活细胞成像,观察EB1形成的彗星状状结构细胞内的融合现象

 

Multi-SIM作为观测细胞内动态过程的新技术,提供了超高分辨率、高速、多色成像,以及低光漂白、低光毒性的组合优势,非常适合于细胞内动态生命过程的研究。其中GI-SIM模态克服了全内反射荧光成像(TIRF)的成像深度局限,为观测细胞质内亚细胞结构的超快动态过程提供了最佳的高时空分辨成像解决方案,与其它超分辨成像技术相比,在细胞尺寸的视场范围下,Multi-SIM能够提供~10倍更快的成像速度,以及10-100倍更长的成像时程。

 

示例  GI-SIM成像细胞器的互作行为

 

 

原文链接:https://doi.org/10.1038/s41556-022-01033-4
 

2023-02-02