超分辨率显微镜

病毒学研究

了解病毒颗粒结构、病毒宿主相互作用、病毒病理等

Vutara单分子定位显微镜用于病毒研究

Vutara单分子定位系统是研究病毒粒子的重要手段。病毒颗粒通常比光的衍射极限(<200 nm)小得多,这使得单分子定位显微镜成为解决病毒颗粒结构细节或用细胞机制确定病毒成分定位的最合适的荧光技术。下面我们着重介绍Vutara用于病毒研究的主要功能。

  • 使用专有的双平面单分子定位的超分辨率图像,实现至少20 nm的XY和50 nm的Z精度。
  • 唯一能够成像多种样本类型的3D单分子系统,从纯化的病毒粒子到组织切片和整个模型生物。
  • 高速采集:非常适合实时成像,粒子跟踪和快速数据采集。
  • 综合应用流体学:蛋白质组、基因组或活细胞应用的多重成像。bob平台靠谱吗
  • 强大的采集软件与实时单分子定位。
  • 功能强大的可视化和分析软件包提供了完整的统计工具集。

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下面我们着重介绍在武塔拉人身上进行的病毒研究。Vutara在覆盖层和组织切片深处对病毒样本进行单分子定位的独特能力使Vutara成为唯一能够在同一显微镜上成像病毒颗粒结构、病毒颗粒宿主细胞相互作用以及病毒感染对细胞生物学的影响的系统。在页面底部,您可以找到一些突出显示的病毒研究论文,使用Vutara超分辨率显微镜进行。

Vutara病毒研究:

  • 病毒粒子结构
  • 病毒主机交互
  • 病毒的病理
水泡性口炎病毒颗粒。用Alexa Fluor 647标记红VSV-G蛋白。

病毒粒子结构

阿隆纳斯,E.,利夫兰,a.w.,古迪提,M.,凡诺弗,D.,荣格,J.,祖拉,C.,科希曼,J.,菲奥里,V.F.,道格拉斯,A.,巴克,t.h.,伊,H.,赖特,e.r.,克劳,j.e.,圣安吉洛,p.j., 2014。将单RNA敏感探针与亚衍射有限和活细胞成像相结合,可以表征细胞中的病毒动力学.ACS Nano 8, 302-315。doi.org/10.1021/nn405998v

作者开发了研究包膜病毒早期感染性和复制的工具。

  • 作者开发了MTRIPs(多重标记四价RNA成像探针)。hRSV病毒基因组活标记方法。
  • MTRIP技术可以同时对蛋白质和病毒基因组进行超分辨率成像;这是传统的荧光原位杂交技术(FISH)无法实现的。
  • 作者使用Vutara来确定病毒蛋白质沿病毒gRNA的分布。只有单分子定位显微镜才能成像这些300纳米以下的颗粒。

宿主细胞相互作用

Tiwari, p.m., Vanover, D., Lindsay, k.e., Bawage, s.s., Kirschman, j.l., Bhosle, S., Lifland, a.w., Zurla, C., Santangelo, p.j., 2018。工程mrna表达抗体预防呼吸道合胞病毒感染.自然通讯9,1 - 15。doi.org/10.1038/s41467 - 018 - 06508 - 3

作者使用Vutara显微镜来确定治疗性抗体palivizumab对RSV感染的作用机制。

  • 利用Vutara对培养细胞进行3D成像的能力,作者能够可视化细胞膜上的病毒颗粒。
  • 当细胞在其细胞表面表达palivizumab时,可以观察到相邻但在细胞膜外的病毒粒子(病毒粒子大小为~100- 300nm)。
  • 这表明帕利珠单抗的作用机制是通过阻止RSV的融合和胞质摄取来预防感染。
Palizumab(绿色)表达暴露于RSV病毒粒子(洋红色)的Vero细胞。Vutara的3D单分子定位显微镜显示,表达palizumab的细胞不能被RSV感染,病毒粒子被困在细胞外的膜上。图片摘自:Tiwari等,2018年,工程mrna表达抗体预防呼吸道合胞病毒感染,自然通讯。

病毒感染对宿主细胞的影响

Milrot, E., Shimoni, E., Dadosh, T., Rechav, K., Unger, T., Etten, J.L.V, Minsky, A., 2017。结构研究证明了真核感染小球藻草履虫病毒-1的噬菌体样复制周期.病原体13,e1006562。doi.org/10.1371/journal.ppat.1006562

作者使用Vutara来确定病毒感染对细胞骨架结构的影响。由此,他们确定肌动蛋白细胞骨架在病毒传染性中起着关键作用。

  • 作者使用超分辨率成像来监测微管和肌动蛋白细胞骨架在病毒感染过程中的变化。
  • 在感染期间,微管网络变得更加碎片化,并从细胞中心消失。
  • 在感染过程中,肌动蛋白细胞骨架失去了细胞外围的精细结构,并在细胞的圆形边缘周围形成一层壳。
  • 药理实验和其他实验表明,微管网络的破坏对病毒粒子的产生影响不大,而肌动蛋白细胞骨架的破坏则降低了病毒粒子的产生。

活细胞成像

病毒研究人员也可能对Vutara的活细胞和单分子粒子跟踪能力感兴趣。Vutara完全能够对细胞结构(如细胞器)进行活细胞单分子成像和单分子粒子跟踪。独特的是,Vutara还能够将这两种技术结合起来,与细胞结构成像一起进行粒子跟踪。

请参阅活细胞网页及Vutara活细胞网络研讨会了解更多关于Vutara显微镜活细胞成像的知识SRX软件

上图:使用闪光弹染料对线粒体进行实时成像。下图:单个tom20蛋白的实时联合粒子跟踪(左)和线粒体成像(右)。

突出显示的病毒研究出版物:

  • 秋山,H.,拉米雷斯,n.g.p.,古迪提,m.v., Gummuluru, S., 2015。cd169介导的HIV在树突状细胞中的质膜内陷降低了抗gp120广泛中和抗体的效力.PLoS Pathog 11。https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1004751
  • 阿隆纳斯,E.,利夫兰,a.w.,古迪提,M.,凡诺弗,D.,荣格,J.,祖拉,C.,科希曼,J.,菲奥里,V.F.,道格拉斯,A.,巴克,t.h.,伊,H.,赖特,e.r.,克劳,j.e.,圣安吉洛,p.j., 2014。将单RNA敏感探针与亚衍射有限和活细胞成像相结合,可以表征细胞中的病毒动力学.ACS Nano 8, 302-315。https://doi.org/10.1021/nn405998v
  • Hodges, J., Tang, X., Landesman, m.b., Ruedas, j.b., Ghimire, A., Gudheti, m.v., Perrault, J., Jorgensen, e.m., Gerton, j.m., Saffarian, S., 2013。水泡性口炎病毒内聚合酶的不对称包装.生物化学与生物物理研究通讯44,271 - 276。https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2013.09.064
  • 基斯,G.,霍尔,j.m.,威廉姆斯,g.m.,阿隆纳斯,E.,凡诺弗,D.,利夫兰,a.w.,古迪提,M.,格雷罗-费雷拉,r.c.,奈尔,V.,易,H.,格雷厄姆,b.s.,圣安杰洛,p.j.,赖特,e.r., 2014。呼吸道合胞病毒的结构分析揭示了M2-1在基质蛋白和核糖核蛋白复合物之间的位置.病毒学杂志88,7602-7617。https://doi.org/10.1128/JVI.00256-14
  • Milrot, E., Shimoni, E., Dadosh, T., Rechav, K., Unger, T., Etten, J.L.V, Minsky, A., 2017。结构研究证明了真核感染小球藻草履虫病毒-1的噬菌体样复制周期.病原体13,e1006562。https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1006562
  • Tiwari, p.m., Vanover, D., Lindsay, k.e., Bawage, s.s., Kirschman, j.l., Bhosle, S., Lifland, a.w., Zurla, C., Santangelo, p.j., 2018。工程mrna表达抗体预防呼吸道合胞病毒感染.自然通讯9,1 - 15。https://doi.org/10.1038/s41467-018-06508-3
  • Yaakov, l.b., Mutsafi, Y., Porat, Z., Dadosh, T., Minsky, A., 2019。用图像流式细胞术定量Mimivirus感染阶段动力学.细胞分析仪Part A 95,534 - 548。https://doi.org/10.1002/cyto.a.23770