再添佳作｜Multi-SIM助力客户揭示驱动蛋白在动纤毛中的功能

2024年8月，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所）朱学良联合上海交通大学医学院附属新华医院鄢秀敏团队和中国科学院生物物理研究所李栋研究组，在国际权威学术期刊《Journal of Cell Biology》杂志上发表了题为《Distinct Roles of Kif6 and Kif9 in Mammalian Ciliary Trafficking and Motility》的研究论文，揭示了驱动蛋白kinesin-9家族中Kif6和Kif9在哺乳动物动纤毛（motile cilia）中的功能，该研究为理解纤毛运动的分子调控机制和相关病理机制提供了新的思路。

该研究中活细胞的超分辨成像结果使用Multi-SIM系统中GI-SIM模态(纳析科技独家)采集

驱动蛋白Kinesin

驱动蛋白行走的模式动态图，视频来源如下：

https://k.sina.com.cn/article_3841607108_me4fa45c4033012mtx.html

驱动蛋白是一类重要的分子马达，能够在微管上进行纳米级行走，是细胞内的超级搬运工，参与物质运输、细胞迁移和纤毛发生等多种生物学过程，也驱动负责纤毛/鞭毛内物质运输，即驱动鞭毛内运输（Intraflagellar Transport, IFT）的列车。

为了观测Kif6和Kif9在活细胞中的运动情况，该研究使用了纳析科技Multi-SIM系统中独家的掠入射结构光照明(GI-SIM)模态进行活细胞长时间超分辨成像，结果显示Kif6和Kif9在哺乳动物运动纤毛中的定位和行为有显著的差异。

· Kif6呈点状定位于二联体微管外周并沿这些微管进行长距离的双向运动（图A、B）

图A 在mEPCs细胞中，Multi-SIM系统采集的超分辨长时程结果，细胞共标记Kif6-GFP（绿色）和ift27-Halo（红色）。黄色箭头指示颗粒运动方向，定义该方向为向前。

图B 细胞标记与图A一致，黄色箭头指示颗粒运动方向，定义该方向为向后。

结论：Kif6的一些运动与IFT列车如ift27共定位（图A），说明Kif6可能作为一个前进的马达蛋白积极地在活动纤毛中运输货物，也有可能作为货物被IFT列车运输。

· Kif9定位于纤毛中央器且不进行长距离的运动（图C）

图C 在mEPCs细胞中，Multi-SIM系统采集的Kif9-GFP超分辨长时程结果，Kif9不发生长距离运输。

Multi-SIM在此项工作中关键作用

纤毛的运动是一个快速的过程，每秒数次乃至数十次的频率，且驱动蛋白Kif6和Kif9在哺乳动物细胞中为颗粒状，因此Kif6和Kif9的细节及运动过程需要成像速度够快且分辨率足够高的荧光显微镜才能够采集到，Multi-SIM将超高分辨率、超快采集速度及强稳定性等优点集于一体，能助力科研工作者获取更精确、更可信的细胞生物学研究结果。

Multi-SIM

多模态结构光超分辨智能显微成像系统Multi-SIM系列产品是纳析科技研发团队历经十余年研发、设计、制造而成的结晶，作为一款具有自主知识产权的国产超分辨显微成像系统，突破了超分辨显微技术在光学分辨率上“卡脖已久”的技术限制，将超分辨系统分辨率提升至60 nm，为基础生物医学、临床病理、药物精准筛选等研究，提供出色的高速、长时程、超分辨活细胞成像全流程解决方案。相关工作被评为科技部2018年度“中国科学十大进展”。

Multi-SIM实现了超多成像模态的集成，包括TIRF-SIM、GI-SIM、Single Slice-SIM、3D-SIM、Stacked Slices-SIM以及Nonlinear-SIM等，是目前超分辨显微镜产品中模态最丰富、功能最完善的超分辨显微成像系统。

Multi-SIM提供100×100 μm² 的超大成像视野、687 fps (512×1536像素)的超快拍摄模式，独特的四通道同步成像、自动化的多点位拍摄、扫图拍摄功能以及超低的光毒性，可助力基础生物医学、药物精准筛选等研究高速高质量完成。