JPK の器械からの NanoWizard BioAFM の高リゾリューションイメージ投射

カバーされるトピック

背景

NanoWizard BioAFM

雲母の原子格子

六角形に詰められた中間層

核気孔の複合体

DNA イメージ投射

結論

確認応答

背景

発明以来、原子力の顕微鏡は (AFM)画像に異なったサンプルの広い範囲使用されました。

バッファの画像のサンプルできたこと AFM はそのような物修正されたときにこの技術の生理学的な条件の下で生物的質問をアドレス指定することは可能になりました。 原子力の画像の細部は液体で画像のサンプルに使用することができる器械のノイズ比率へのシグナルによる他の顕微鏡検査の技術によって無比です。 さらに対照を生成するために、構造を維持するために乾燥するサンプルは更に扱われる必要はありません。

NanoWizard BioAFM

JPK の器械からの NanoWizard® BioAFM に生物的サンプルの高リゾリューションイメージ投射のためのこの技術の容量を高めるいくつかの機能があります。 即ち、 JPK Nanowizard® はすべての 3 つの次元で一直線に並べられます。 すなわち、 x および y軸の、また z 軸の精密な位置を保障するクローズド・ループフィードバックがあります。 さらに、それ以上の Nanowizard® は追加光学顕微鏡の技術の同時 AFM (AFM) イメージ投射を可能にすることによって原子力の顕微鏡検査イメージ投射の適用の可能性を拡張します。 両方の機能は努力するとき完全なそれ高リゾリューションの画像のユーザーの時間そしてリソースをことができます保存する。

雲母の原子格子

優秀な工学および安定性は高リゾリューションの画像の獲得に必要となります。 逆にされた光学顕微鏡でインストールされて、新たに時でさえ JPK Nanowizard® の安定性を示すため裂かれた雲母は空気の接触モードで視覚化されている。 雲母の原子格子ははっきり見ることができます (図 1.)

図 1。

六角形に詰められた中間層

archaebacteria、 Deinococcus の (HPI) radiodurans の六角形に詰められた中間層は原子力の顕微鏡検査を使用して、広く調査されました。

図 2.

D. の radiodurans の HPI の層は機能すると推定される表面層をようにセルを出入りして栄養素および代謝物質の輸送を調整する分子篩の種類形作ります。

データは生物化学からの電子顕微鏡検査へのいろいろ異なった技術を使用して HPI の層の構造そして機能で、生成されました。 ただし蛋白質の構造のダイナミックな変更に続くために、このサンプルの AFM イメージ投射は液体で、高リゾリューションで遂行することができます。

HPI の層は洗剤が付いている全セルから得られ、次に新たに裂かれた雲母の表面に吸着されます。 個々の蛋白質の要素の安定したパッキングは高リゾリューションの画像の獲得を促進します。 HPI は雲母の表面の形式パッチを層にし、これらのパッチの概要の画像は既に HPI の層 (図 2 の A) の規則的な格子構造を明らかにします。

HPI の膜パッチの概要の画像の獲得の後で、適した領域は高リゾリューションのイメージ投射に選ぶことができます (図 2 の B)。 JPK Nanowizard® の X-Y 位置が閉ループ・フィードバック・システムによって制御されるので器械は高精度の指定領域に 「」急上昇します。 これはユーザーが先端を汚染するか、または膜パッチを傷つける可能性を減らす少数のスキャンを取ることを可能にします。

核気孔の複合体

eukaryotic セルは細胞器官と呼出されるコンパートメントに組織されます。 各細胞器官を囲む膜を渡る制御された輸送はセルが特定の分子、細胞機能の下にあるプロセスを区分するようにします。 核膜では、核気孔の複合体は (NPC)核にそしてからさまざまな分子の輸送に責任があります。

図 3。

D. の radiodurans の HPI の層とは違って、 NPC の準備は格子に凝縮する NPC を単に含んでいません。 サンプルはアフリカツメガエルの laevis からの全核から、この場合準備され、かなり異質である場合もあります。

スキャンする前に多量の残骸を含んでいない領域のためにサンプルをスキャンするのに JPK の生命科学バージョンとして Nanowizard® は逆にされた、光学顕微鏡、伝達顕微鏡検査に十分に統合されています使用することができます。 そのような方法ではユーザーは、スキャンのための適した領域を見つけ、先端の汚染のチャンスを減らすためにもう一度必要な時間を減らすことができます。

図 4。

NPC のサンプルは、ガラス coverslip で、はっきり明るいフィールド顕微鏡検査 (DIC) (図 3) を使用して視覚化してが不可能の残骸を強調する差動干渉の対照の顕微鏡検査を使用して視覚化されていました。 先端は最小の残骸および得られた概要スキャンの領域にそれから置かれました (図 4)。 再度、 capacitively 制御されたフィードバックはそれから高リゾリューションスキャンのための領域の精密な選択を可能にします。

DNA イメージ投射

DNA の構造そして機能で生成される分子生物学のフィールドからデータのほとんどは来ました。

ただし、 DNA 結合の分子が付いている DNA の物理構造そして相互作用を明瞭にするために AFM のノイズ比率へのシグナルとこの基本的に重要な生物的分子は液体と空気の高リゾリューションで調査することができます。 適切な条件の下で、 DNA は新たに裂かれた雲母にバッファで視覚化された吸着し。 図 5 ショー Lambda のバクテリオファージ DNA (液体の AC モード)。

図 5。

DNA が付いているさまざまな蛋白質の相互作用は複製およびトランスクリプションのプロセスで基本的です。 1 つの例は nucleosomes を形作るヒストンが付いている DNA の連合です。 nucleosome コア (ヒストンの octamer の consisiting) のまわりの DNA のこの凝縮は凝縮させた DNA が他の DNA 結合蛋白質にとってアクセス可能ではないので、 DNA の複製の規則に於いての役割、およびトランスクリプションをします。

図 6。

この場合、一直線に並べられてヒストンの octamers の 20 モルへの DNA の 1 モルの割合で nucleosomes と、 3 kb のプラスミッドの pGEM 孵化しました。 pGEM のプラスミッドに 20 の推定の nucleosome 結合サイトがあります、しかし孵化の条件の下で、 nucleosomes がすべての 20 の結合サイト (図 6) で結合しなかったこと、それは見ることができます。

結論

ノイズ比率へのシグナル、汚れるか、または前処理をする条件および液体の機能への機能の欠乏は、高リゾリューションで、 AFM イメージ投射に生物的サンプルの構造を記述するための非常に強力な方法をします。 JPK Nanowizard® のデザインはそのような高リゾリューションの調査を促進できます。 例えば、 x および y の正確な位置は (クローズド・ループフィードバックによる) 興味の領域に高リゾリューションで」焦点を合わせるために 「必要となるスキャンの番号を減らします。 これは敏感なサンプルを傷つけると先端を汚染する可能性を減らします。

上で記述されている核気孔の複合体のようなガラスで、準備されるサンプルのために残骸を汚染することは伝達光学顕微鏡検査を使用して適した領域を再度ユーザーの時間を節約する捜すことによって容易に避けることができます。

そのようなイメージ投射調査のために AFM を使用することの利点は生理学的な条件の下に液体の画像のサンプルに AFM の機能に、あります。 JPK の器械はユーザーがスキャン (関連した分子の制御された温度変化またはそれ以上のそのままの付加のような図 7)、修正することを可能にすることができる Biocell™を製造しま生物的サンプルの間に条件をの高リゾリューションイメージ投射のための JPK Nanowizard® の適用の可能性を高めます。

図 7。

逆にされた光学顕微鏡に統合される JPK Nanowizard® はまたコラーゲンのような脂質の bilayers そして生物高分子物質からの全セルへの他の生物的サンプルのイメージ投射のために、最適化されます。 そのようなサンプルの AFM イメージ投射は共焦点レーザーのスキャン TIRF epifluorescence または焦燥のような追加光学顕微鏡検査の技術と、補うことができます。 また JPK Nanowizard® が個々の蛋白質からの cellcell の相互作用にアンバインド力の、量を示すのに使用されていました。 したがって、 JPK Nanowizard® BioAFM は制御された、生理学的な条件の下で個々の蛋白質からの全セルに生物的サンプルの行なうイメージ投射および力の測定のために完全、です。

確認応答

サンプルおよび画像を貢献したすべての人のおかげで多くの。 HPI の高リゾリューションの画像は教授の Engel グループからの先生によってパトリック Frederix、の提供されました。 NPC のサンプルは教授先生の Oberleithner、 Universitätsklinikum Münster グループのバーバラ Windoffer からの親切なギフトでした。 DNA ヒストンのサンプルは先生デニス Merkel (Schwille's 教授のグループ) によっておよび先生 Clemens フランツ (Muller'ss ドレスデンの工科大学の教授のグループ) によって視覚化された両方準備されました。

ソース: JPK の器械

このソースのより多くの情報のために JPK の器械を訪問して下さい

Date Added: Feb 20, 2008 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 18:00

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