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高内涵在模式生物中的应用(一)

2019年08月08日 11:24   来源:珀金埃尔默企业管理(上海)有限公司
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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:

珀金埃尔默致力于为创建更健康的世界而持续创新。我们为诊断、生命科学、食品及应用市场推出独特的解决方案,助力科学家、研究人员和临床医生解决棘手的科学和医疗难题。凭借深厚的市场了解和技术专长,我们助力客户更早地获得更准确的洞见。在全球,我们拥有12500名专业技术人员,服务于150多个国家,时刻专注于帮助客户打造更健康的家庭,改善人类生活质量。2018年,珀金埃尔默年营收达到约28亿美元,为标准普尔500指数中的一员,纽交所上市代号1-877-PKI-NYSE。


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