隨著顯微成像技術的發展,科研工作者對成像分辨率的要求越來越高,為此Leica在最新一代SP8共聚焦顯微鏡的基礎上相繼推出了超高分辨的STED和高分辨的Hyvolution;另一方面,簡單的圖像采集和分辨率的提升已經不能滿足很多科研工作者的需求,他們需要更高級更強大的成像功能與圖像處理功能。
LAS X軟件作為Leica顯微成像的搭載平臺,不僅能夠提供完美的成像質量,而且整合了眾多高級應用并具有強大的后期數據處理分析功能,包括圖像2D、3D測量與分析功能、FRAP功能、FRET功能、Hyvolution高分辨功能、活細胞記錄分析功能(live data mode)等,可根據用戶不同的需求提供靈活的成像方案。
接下來小編將以FRET為例介紹其在生物醫藥領域中的應用。
圖1 LAS X軟件強大的圖像后期處理及高級成像模塊。
FRET 簡介
FRET(F?rster resonance energy transfer,熒光共振能量轉移)發生在供體熒光分子與受體熒光分子的距離足夠近且供體的發射光譜與受體的吸收光譜相重疊時(10 nm以內)。當供體分子吸收一定頻率的光子后被激發到更高的電子能態,在該電子回到基態前,通過共振實現能量向鄰近受體分子轉移。發生FRET后,供體的熒光強度比它單獨存在時要低的多,而受體發射的熒光卻大大增強,同時供體的熒光壽命也會因FRET的發生而縮短(FLIM-FRET應用)。
因此通過FRET可以分別從熒光強度及熒光壽命兩個維度檢測分子間的相互作用及分子的折疊與構象變化。
圖2 FRET發生原理。
FRET 在生物醫藥領域中的應用
1)2016年發表在nature communication上的文章“AFRET biosensor reveals spatiotemporal activation and functions of aurora kinaseA in living cells”通過FRET技術構建了一種新型的生物敏感器(biosensor),通過該敏感器可以實現在活細胞內對Aurora kinase A蛋白時空調控及功能的研究。
首先,作者分別在體外和體內借助FLIM-FRET及免疫印跡技術證明生物敏感器GFP-AURKA-mCherry能夠正確的反映Aurora kinase A的激活情況,且其發生FRET的條件即其構象的改變是由其Thr288發生磷酸化導致的。通過定位及功能回復實驗,作者進一步證明該生物敏感器能正確行使Aurora kinaseA的功能。
圖3 在體外通過FLIM-FRET技術驗證GFP-AURKA-mCherry生物傳感器。