新闻发布

2006年8月10日，星期四

霍华德·休斯医学研究所的珍妮莉亚农场研究园区，美国国立卫生研究院和佛罗里达州立大学的研究人员开发并应用了一种新的光学显微镜技术，该技术将使他们能够确定组成单个细胞器或结构的蛋白质的排列方式，在一个单元内。

在8月10日的《科学快报》 （ Science Express）上在线发表的一篇文章中介绍了显微镜及其技术。该技术由Eric Betzig博士和Harald Hess博士构想。同时担任独立发明人，后来在Janelia Farm担任研究人员，后来为他们在该项目上的努力提供了支持。 NIH也为该项目提供了资金。博士Betzig和Hess与Jennifer Lippincott-Schwartz博士合作时，在NIH上建立了显微镜并演示了该方法。和她的孩子在美国国家儿童健康与人类发展研究所的细胞生物学和新陈代谢部门工作。佛罗里达州立大学国家高磁场实验室的迈克尔·戴维森（Michael Davidson）也在该项目上工作。

NIH主任医学博士Elias A. Zerhouni说：“这是一项重大进展，它将使我们能够了解单元内部关键结构的基本组织。” “研究人员将从新的显微镜技术中学到的知识将为理解蛋白质，细胞的组成部分，如何在健康与疾病中相互作用的复杂性提供广阔的基础。”

这项新技术被称为光活化定位显微镜（PALM）。它依靠Lippincott-Schwartz博士和NIH研究人员George Patterson博士的早期开创性工作。研发出一种称为光活化荧光蛋白的新型分子，该分子在暴露于激光时会发出绿光或黄光，但只有在短暂暴露于紫光下才被激活。细胞自身被诱使产生这些分子，然后与特定的目标蛋白质结合，从而光学标记特定细胞结构的分子成分。

在传统的光学显微镜中，不能将相距小于约200纳米的物体区分开。新技术的诀窍是控制紫光一次激活仅几个分子，因此从统计学上讲它们很可能被很好地分离了。即使每个发荧光分子仍显示为直径约为200纳米的斑点，也可以根据其亮度将斑点的中心以及分子的位置确定为2到25纳米之内。

Lippincott-Schwartz博士说：“重要的是一次只能激活几种荧光蛋白，否则，您只会看到一种明亮的光线模糊，而又无法区分蛋白的各个位置。”

重复此过程数千次，最终创建了计算机图像，其中通常以接近分子的精度确定了所有分子的位置。当前，研究人员用来产生细胞内结构高分辨率图像的主要工具是电子显微镜。尽管电子显微镜会产生非常小的结构的详细图像，但它们无法提供构成那些结构的蛋白质的图像。

借助这项新技术，研究人员能够研究多个细胞子系统，包括线粒体，线粒体是细胞内为细胞活动提供能量的结构。研究人员能够可视化参与艾滋病病毒从宿主细胞的组装和萌芽的蛋白质的分布。

由常规显微镜和新的PALM显微镜生成的图像都显示在http://www.nichd.nih.gov/new/releases/caption_palmvsconventional.cfm上。

NICHD赞助出生前和出生后的发育研究；孕产妇，儿童和家庭健康；生殖生物学和人口问题；和医疗康复。有关更多信息，请访问研究所的网站，网址为http://www.nichd.nih.gov/ 。

关于美国国立卫生研究院（NIH）：美国国立卫生研究院（NIH）是美国的医学研究机构，包括27个研究所和中心，并且是美国卫生与公共服务部的组成部分。 NIH是进行和支持基础，临床和转化医学研究的主要联邦机构，并且正在调查常见和罕见疾病的病因，治疗方法和治愈方法。有关NIH及其计划的更多信息，请访问www.nih.gov 。

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