來(lái)自喬治亞理工學(xué)院和加州大學(xué)舊金山分校的研究人員近日開(kāi)發(fā)了一項(xiàng)新技術(shù)，可大大提高科學(xué)家們獲得運(yùn)動(dòng)中的單細(xì)胞結(jié)構(gòu)清晰圖譜的能力。利用壓縮傳感鑒別分子，這項(xiàng)新技術(shù)為我們提供了必要的空間分辨率以及可能比以前更快的時(shí)間分辨率。相關(guān)研究論文發(fā)布在4月22日的《自然方法》（Nature Methods）雜志上。

上接：Nature methods：?jiǎn)渭?xì)胞成像新技術(shù)

朱磊和黃波表示新研究成果具有極其重要的意義，因?yàn)樾录夹g(shù)使得研究人員能夠以3秒的時(shí)間分辨率追蹤微管骨架的動(dòng)態(tài)，從而能夠?qū)?xì)胞內(nèi)小囊泡和其他貨物的主動(dòng)運(yùn)輸開(kāi)展研究。

使用與常規(guī)光學(xué)顯微鏡相同的光學(xué)系統(tǒng)和探測(cè)器，超分辨率顯微鏡自然需要更長(zhǎng)的采集時(shí)間獲取更多的空間信息，導(dǎo)致了空間分辨率和時(shí)間分辨率之間的權(quán)衡。在基于STORM/PALM的超分辨率顯微鏡技術(shù)中，每一個(gè)照相機(jī)成像都是從樣品中非常稀疏的探針?lè)肿訄F(tuán)中取樣。另一種解決的方法就是提高激活熒光基團(tuán)的密度從而確保每個(gè)相機(jī)像幀能夠獲取更多的分子。然而這種高密度的熒光點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致它們重疊，從而使得這種單分子定位技術(shù)無(wú)法廣泛應(yīng)用。

作者們說(shuō)近期有大量的技術(shù)被報(bào)道可有效獲取單分子位置甚至當(dāng)單熒光基團(tuán)信號(hào)重疊時(shí)。這些方法是基于重疊點(diǎn)的適當(dāng)聚集，用最大可能性估計(jì)或貝葉斯統(tǒng)計(jì)（Bayesian statistics）擴(kuò)散方程(PSFs) 可變數(shù)量點(diǎn)。

在新研究中，朱磊和黃波提出了一種基于全局優(yōu)化的新方法，采用壓縮傳感，無(wú)需估計(jì)和推斷成像中的分子數(shù)量。他們證實(shí)相比于其他的技術(shù)，壓縮傳感能夠兼容更高的分子密度，以三秒的時(shí)間分辨率顯示活細(xì)胞熒光蛋白標(biāo)記微管成像。

研究人員利用STORM對(duì)黑腹果蠅S2細(xì)胞中免疫熒光染色的微管成像，利用少至100個(gè)照相機(jī)像幀通過(guò)壓縮傳感解析了鄰近微管，而單分子擬合方法則無(wú)法辨別這些結(jié)構(gòu)。他們對(duì)穩(wěn)定表達(dá)融合mEos2的tubulin的S2細(xì)胞進(jìn)行了活細(xì)胞STROM觀測(cè)。

以常用相機(jī)像幀56.4 Hertz速率，超分辨率影像以3秒（169個(gè)像幀）的時(shí)間分辨率，60 納米Nyquist分辨率構(gòu)成，比以前報(bào)道的要快得多。這些結(jié)果證實(shí)了壓縮傳感可使得STORM以秒水平，如果能夠使用更快速的照相機(jī)甚至可以子秒水平的時(shí)間分辨率來(lái)監(jiān)控活細(xì)胞過(guò)程。