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光漂白技术实现了蓝细菌<em>原绿球藻</em>中FtsZ环的超分辨率成像
摘要： 超分辨率显微镜已被广泛应用于研究多种生物体的蛋白质相互作用和亚细胞结构。然而在光合生物中，超分辨率成像的横向分辨率仅为约100纳米。这种低分辨率主要源于超分辨率成像（如随机光学重建显微镜STORM）所需的高强度激光导致光合细胞产生强烈的自发荧光背景。本文介绍了一种新近开发的用于观测海洋微微型蓝细菌原绿球藻的光漂白辅助STORM方法。经过光漂白处理后，原绿球藻的自发荧光被有效抑制，使得STORM成像的横向分辨率可达约10纳米。利用该方法，我们获得了FtsZ蛋白在活体内的三维空间排布，并解析了原绿球藻细胞周期中四种不同的FtsZ环形态。本方法或可推广应用于其他光合生物的超分辨率成像。
关键词： 原绿球藻、光漂白、FtsZ环、免疫学与感染、STORM（随机光学重建显微镜）、细胞分裂、蓝细菌、超分辨率成像、三维、第141期
更新于2025-09-23 15:21:01
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利用广角追踪平台对大规模<em>秀丽隐杆线虫</em>群体进行自动化行为分析
摘要： 秀丽隐杆线虫是生物医学研究中成熟的动物模型，广泛用于功能基因组学和衰老研究。为评估实验动物的健康状况，通常依赖运动能力指标（如身体弯曲次数或移动速度的测量）。这些测量多采用人工计数方式，由于时间和人力限制，每次实验的动物数量往往不超过25只，难以获得良好的统计学显著性。鉴于在研究微弱表型效应时，需要高统计功效来获得可重复结果并控制假阳性和假阴性结果，近期研究致力于开发自动化方案以提高运动检测灵敏度和多参数行为分析能力。为将检测灵敏度提升至遗传研究和药物发现中常至关重要的微小表型变化所需水平，我们在此介绍一项技术突破：该技术能同步研究多达5000个个体，其统计功效较人工检测提高约1000倍，较其他现有自动化方法提高约100倍。
关键词： 线虫文库、神经退行性疾病、淀粉样蛋白形成、阿尔茨海默病、药物发现、第141期、基于表型的筛选、高通量筛选、免疫学与感染、秀丽隐杆线虫、大群体分析
更新于2025-09-09 09:28:46
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利用三维定量相位成像与机器学习实现淋巴细胞亚型的无标记识别
摘要： 我们在此描述了一种利用定量相位成像和机器学习进行无标记淋巴细胞亚型鉴定的方案。淋巴细胞亚型的鉴定对免疫学研究以及多种疾病的诊断和治疗具有重要意义。目前，标准的淋巴细胞分类方法依赖于通过抗原-抗体反应标记特定膜蛋白。然而，这些标记技术存在改变细胞功能的潜在风险。本方案通过利用三维定量相位成像测量的固有光学对比度和机器学习算法克服了这些挑战。测量淋巴细胞的三维折射率（RI）断层图可提供单个细胞三维形态和表型的定量信息。随后，通过机器学习算法对从测量的三维RI断层图中提取的生物物理参数进行定量分析，从而实现单细胞水平上无标记的淋巴细胞类型鉴定。我们测量了B细胞、CD4+ T细胞和CD8+ T细胞的三维RI断层图，并以超过80%的准确率识别了它们的细胞类型。在本方案中，我们详细描述了淋巴细胞分离、三维定量相位成像及用于鉴定淋巴细胞类型的机器学习的步骤。
关键词： 淋巴细胞识别、机器学习、全息断层扫描、免疫细胞、免疫学、《免疫学与感染》、定量相位成像、光学衍射断层扫描、全息显微镜、无标记成像
更新于2025-09-04 15:30:14