沿綠藻纤毛上下移动

作为一种模式生物体,莱茵衣藻(双鞭毛单细胞绿藻)具有许多优点,包括生成时间短、生长空间小、核基因组和叶绿体基因组已测序和可进行基因改造。衣藻特别用于说明基本的细胞过程,如光合作用、光感知以及纤毛的结构和功能

作为一种模式生物体,莱茵衣藻(双鞭毛单细胞绿藻)具有许多优点,包括生成时间短、生长空间小、核基因组和叶绿体基因组已测序和可进行基因改造。衣藻特别用于说明基本的细胞过程,如光合作用、光感知以及纤毛的结构和功能。

在德国德累斯顿Max Planck分子细胞生物学和遗传学研究所Gaia Pigino 博士正在研究纤毛组装、纤毛远端的活体以及从细胞体到远端的纤毛蛋白转送,此转送由细胞纤毛内转运蛋白(IFT)机制进行调控。纤毛从他们的远端中成长,以确保它们的成分沿着纤毛转送到不断增长的远端。

使用荧光共聚焦显微镜对IFT进行成像,可以看到沿纤毛微管上下移动的粒子。在这里,我们报告使用CrestOptics X-Light V3共聚焦转盘于衣藻属上获得的延时数据,并对融合到绿色荧光类蛋白(NeonGreen)报告系统的其中一种 IFT 蛋白进行编码,以可视化藻类纤毛(也称为鞭毛)中的细胞纤毛内序列。

延时采集

該视频显示,IFT-NG 细胞在 60 倍油浸物镜下被监测5秒,其中有荧光标记的亚基沿纤毛上下穿梭。得益于CrestOptics 转盘的超高采集速率(每秒187帧),它可以跟踪快速移动的粒子并执行相关测量。

 

跟踪分析已通过使用现场检测工具(NIS 元素软件)和极谱图可视化在相关的区域中执行。结果显示每个被标识的荧光点的速度(大多数显示 速度少于每秒9微米)和角度方向。总的来说,它显示IFT蛋白亚基(亮点)在纤毛中轴上的两个主要方向移动,换句话说,其通量是顺行性和逆行性的。

在延时数据帧中被标识的亮点(IFT 序列)范例

Example

总之,对纤毛结构和功能的理解以及纤毛组装的分子机制对人类健康具有重大意义。事实上,一些人类疾病与这些微小的细胞器的组装和功能缺陷有关,包括视网膜退化和失明、多囊肾和肝脏疾病、肥胖、不育和原发性纤毛运动障碍、发育障碍,如内脏异位

此应用注释是与Gaia Pigino、Petra Kiesel、Adrian Nievergelt和Dennis Diener合作编写

德国德累斯顿 D-01307 Max Planck分子细胞生物学和遗传学研究所

意大利米兰 I-20157 Human Technopole

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