超分辨率成像技术

中心粒大约比哺乳动物细胞小100倍，比人的头发小1000倍。因此，在活细胞内观察它们需要利用改进的超分辨率显微镜技术。洛桑理工学院实验生物物理学实验室Suliana Manley的博士生Dora Mahecic改进了照明设计，通过在视野中更均匀地传递光，增加了光学显微镜能够捕捉到的图像的大小。

一种超分辨率的荧光显微镜，不是我们在生物入门课上看到的典型光学显微镜。它实际上是一个复杂的装置，由精心排列的镜子和透镜组成，这些镜子和透镜可以将激光塑造并传送到样品中。生物物理学家将这一装置与先进的样品制备相结合，利用样品的物理放大率和荧光团使蛋白质重新发光。

这项新的超分辨率技术可以用来研究细胞内的许多其他结构，如线粒体，或者用来研究其他多分子机器，如病毒。

例如你想了解细胞运动和分裂的基本机制，那么中心粒就是你感兴趣的细胞器。每个细胞都有一对中心粒，在细胞分裂过程中帮助分离染色体。这些特殊的细胞器是由数百种蛋白质组成的多分子机器，它们有一个隐藏的翻译后修饰（PTMs）密码，这有助于它们的刚性或灵活性，进而有助于解释中心粒的功能。

根据以往中心粒的基本结构研究，主要是利用电子显微镜。但是PTMs在电子显微镜下是看不见的。
多亏了改良的新超分辨荧光显微镜技术，我们现在有了这些纳米结构的详细图片，包括分离的和原位的。如所料，中心粒的形状像脊状子弹，即它们是圆柱形的，有九个纵向脊，其直径在一端逐渐变细。科学家们惊讶地发现一个PTM实际上绕着这些山脊旋转。

“多分子机器的对称性常常解释了它们如何执行不同的功能。PTMs不仅可以形成一个特殊的代码，告诉蛋白质在哪里停靠。也能在分裂过程中，当外力拉动时稳定中心粒。我们仍然不知道为什么这里会有扭曲，但它提供了一个中心粒如何工作的线索。我们的研究强调，超分辨率显微镜是结构生物学电子显微镜的重要合作伙伴，”生物物理学家Suliana Manley说。