功能和病理改变的神经细胞的超分辨率图像

三位超分辨率显微镜专家共同希望获得功能性和病理改变的神经细胞的更好图像。欧洲研究理事会ERC向他们提供了1100万欧元的资助。

在神经细胞(神经元)的突触中，有数百种专门的蛋白质，对神经系统的功能很重要。如果这里出了问题，则可能会导致神经系统疾病或精神疾病-阿尔茨海默氏症和帕金森氏症，抑郁症和精神分裂症只是其中的一部分。

因此，神经生物学研究人员想知道这些蛋白质在突触中的确切位置以及它们与其他分子的相互作用。但是，有一个克服的障碍：

即使使用最好的超分辨率显微镜技术，我们仍然无法以几纳米的空间分辨率单独观察蛋白质。”

马库斯·绍尔教授

超分辨率显微镜专家是德国巴伐利亚州尤利乌斯-马克西米利安斯大学维尔茨堡分校(JMU)生物技术和生物物理学系主任。

绍尔现在想与其他两名超分辨率显微镜专家一起克服这一障碍：突触生理学家，德国哥廷根大学医学的Silvio Rizzoli教授，麻省理工学院的物理学家兼生物技术专家爱德华·博伊登(Edward S. Boyden)(美国)。

欧洲研究理事会的资助

这三位专家现已为他们的项目成功筹集了资金：欧洲研究理事会(ERC)通过一项1100万欧元的ERC协同赠款支持其“超分辨率”项目。大约440万资金将用于JMU。

ERC于2020年11月5日宣布了这一计划。该项目于2021年6月开始，为期6年。这些资金将用于博士后和博士生以及新的光片显微镜。

研究人员希望了解健康和患病生物体内突触的关键成分是如何组织的。他们希望开发适用于组织样本常规检查的标准化诊断测试。此外，他们希望将其超分辨率显微镜技术保持足够简单，以在任何生物医学实验室中使用。

为了使单个突触蛋白可见，科学家希望改进迄今为止可用的最强大的显微镜技术，以实现分辨率为1-5纳米的图像。目前，“仅” 20到30纳米是可能的。单个蛋白质的大小为三到七个纳米。

在该项目中，该团队将扩展显微镜(ExM)与单分子敏感的超分辨率显微镜方法dSTORM相结合，以显着提高显微镜分辨率。

独特的专业知识相结合

“我们的团队中没有一个能够独自实现这个目标，目前除了我们之外，世界上没有其他研究小组拥有实现纳米结构分辨率的荧光成像所需的专业知识”。通过此声明，Sauer清楚了ERC项目“超分辨率”中汇集了哪些专业知识。

所有参与者都是超分辨率显微镜技术STED(受激发射损耗)，dSTORM(直接随机光学重建显微镜)和ExM(扩展显微镜)的专家。近年来，他们的团队大力开发了这些技术。

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