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高内涵在模式生物中的应用(一)
点击次数:785 发布日期:2019-8-8  来源:本站 仅供参考,谢绝转载,否则责任自负
生命科学研究离不开各式各样的模式生物,模式生物由于其结构简单、生活周期短、培养简单、基因组小等特点,在生物医学等领域发挥重要作用。模式生物作为材料不仅能回答生命科学研究中最基本的生物学问题,对人类一些疾病的治疗也有借鉴意义。常见的模式生物有真菌中的酵母,低等无脊椎动物中的线虫,昆虫纲的果蝇,鱼纲的斑马鱼,哺乳纲的小鼠以及植物中的拟南芥。
 
高内涵系统不仅仅适用于各种各样的细胞模型,对各种小型的模式生物也非常友好,通过将这些模式生物做一些预处理,放在微孔板中,我们就可以用高内涵系统来拍摄和分析它们。本期和下期,我们将隆重介绍高内涵与这些模式生物的故事。
 
 
常用于模式生物的酵母有两个物种:出芽酵母和裂殖酵母,以出芽酵母为例,其细胞为球形或者卵形,直径5–10μm。其繁殖的方法为出芽生殖。使用高内涵系统,可以观察和分析酵母的世代周期、蛋白定位等。
 
实验一
 
Hoechst 33342 染色酵母活细胞,通过63倍水浸式物镜拍摄酵母细胞,高内涵分析软件Harmony自动识别酵母细胞,PhenoLOGIC人工智能算法区分出芽细胞:
 

 
实验二
 
酵母细胞器相关蛋白的标记,红色标记整个酵母细胞,绿色为不同细胞器,高内涵分析软件Harmony可识别不同的细胞器结构,分析其荧光强度、形态学参数和纹理参数[1]
 

 
下图为突变体中蛋白定位发生变化[1]
 

 
斑马鱼
 
斑马鱼也是成熟且常见的模式生物,常用于疾病研究中。斑马鱼成鱼体长5cm左右,幼鱼0.5-2cm,全身透明。一般首先对斑马鱼进行麻醉,再进行高内涵拍摄。
 
实验一
 
斑马鱼曲度的研究,毒性处理或一些基因突变会导致斑马鱼的曲度发生变化,高内涵分析软件Harmony可分析斑马鱼的轴向长度、曲率、弯曲角度等参数:
 

 
实验二
 
斑马鱼血管研究,斑马鱼全身透明,一直以来都是非常好的心血管研究模式生物,通过20倍水浸式物镜(NA1.0)对斑马鱼血管进行成像,高内涵分析软件Harmony可通过一系列算法识别荧光标记的斑马鱼血管结构,也可对血管结构做3D重构,分析血管长度、荧光强度等参数:
 

 
参考文献
 
1.Yeast Proteome Dynamics from Single Cell Imaging and Automated Analysis. Cell. 2015 Jun 4;161(6):1413-24. doi: 10.1016/j.cell.2015.04.051.
 
关于珀金埃尔默:
 
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