Super-Resolution Imaging neuronaler Dense-Core-Vesikel

Eine Reihe von zellulären Prozessen abhängig von genauen und effizienten Vesikel vermittelten Handel von Biomolekülen an spezifischen subzellulären Destinationen. Ein prominentes Beispiel ist die synaptische Versammlung, die durch langfris reichten, Vesikel-vermittelte Abgabe der synaptischen Bestandteile von Seiten der Biogenese der neuronalen Soma potenziell distalen prä-und postsynaptischen Websites ¹ vorangestellt ist.

Die Fluoreszenzmikroskopie ist eine leistungsstarke und beliebte Methode der Untersuchung Vesikeltransport. Stärken der Methode sind seine Sensitivität, Spezifität und die Kompatibilität mit Live-Bildgebung ^2. Leider bis vor kurzem die Technik von einer großen Schwäche, beugungsbegrenzten Auflösung ^2, die Untersuchungen von Strukturen mit Abmessungen kleiner als ~ 250 nm behindert gelitten. Kürzlich laterale Auflösung in der Fluoreszenzmikroskopie übertraf die Beugungsgrenze mit der Einführung der Super-Resolution-Fluoreszenz miMikroskopie-Techniken, wie PALM ^3. Die laterale Auflösung von PALM, zehn Nanometern, ist ideal, um das Studium der Vesikel, die Dimensionen, die typischerweise im Bereich von 50 bis 250 nm ~ ⁴ haben geeignet. So ist es nun möglich, Fluoreszenz zu verwenden, mit seinen unzähligen Stärken, um ein Spektrum von bisher unzugänglichen Attribute von Vesikeln, darunter auch einige Aspekte ihrer Handel auf bestimmte Websites subzellulärer aufzuklären.

PALM ist nicht einfach zu implementieren und erfolgreichsten Strategien müssen oft von der Art des untersuchten Systems zugeschnitten werden. Hier beschreiben wir, wie man PALM Studien von vesikulären Strukturen zu implementieren, und wir zeigen die Wirksamkeit unseres Ansatzes für den Fall der dcvs in Hippocampus-Neuronen. Insbesondere verwenden wir PALM zu der Hypothese, dass der Menschenhandel zu dcvs Synapsen im Hippocampus-Neuronen-Adresse wird von DCV Cluster ^8.5 vermittelt.

Cluster-vermittelte Handel Vesikel an Synapsen in Entwicklungs neurons ist eine faszinierende Möglichkeit, weil es schnelle synaptische Stabilisierung und Montage ^9,10 erleichtern. Die Befürworter der Clusterhandel dcvs zitieren die große scheinbare Größe extrasynaptische Fluoreszenz puncta beherbergen exogene DCV Fracht, wie Nachweise für ^{Clustering-6.} Allerdings erscheinen diese puncta in Bildern erzeugt unter Verwendung von beugungsbegrenzten Fluoreszenzmikroskopie-Techniken, die nicht zu unterscheidende Größe Wirkungen, die sich aus der Beugung von denen aus Clustering geeignet sind.

Um dieses Problem zu beheben, haben wir für konventionellen Weitfeld-Fluoreszenz und PALM Bilder von Hippocampus-Neuronen, Chimären zu dcvs richtet. Die Analyse dieser Bilder ergab, dass> 92% der vermeintlichen extrasynaptische DCV-Cluster in konventionellen Bildern als 80 nm (Einzel DCV-Größe) ¹¹ puncta in PALM Bildern behoben. Somit sind diese Daten weitgehend zum Erlöschen der Clustering-Hypothese über dcvs in Entwicklungs hippoca angewendetMPAL Neuronen.