超分辨率显微镜

病毒学研究

了解病毒颗粒结构、病毒宿主相互作用、病毒病理等

Vutara单分子定位显微镜用于病毒研究

Vutara单分子定位系统是理解病毒颗粒的关键仪器。病毒颗粒通常小于光的衍射极限(<200nm),使单分子定位显微镜是最适合解决病毒颗粒结构细节或用细胞机制确定病毒组分的定位的最佳荧光技术。下面我们强调了Vutara的病毒研究的关键特征。

  • 使用专有的双分子单分子定位的超级分辨图像,实现至少20nm xy和50nm z精度。
  • 唯一能够成像多种样品类型的唯一3D单分子系统,从纯化的病毒群到组织切片和全模型生物。
  • 高速采集:Live Imaging,粒子跟踪和快速数据采集的理想选择。
  • 综合流体:蛋白质组、基因组或活细胞应用的多路成像。
  • 具有实时单分子本地化的强大采集软件。
  • 强大的可视化和分析软件包提供了完整的统计工具集。

Vutara病毒应用程序

下面我们重点介绍在Vutara上进行的病毒研究。Vutara具有在组织切片覆盖层和深层进行病毒样本单分子定位的独特能力,使其成为唯一能够在同一显微镜下成像病毒颗粒结构、病毒颗粒与宿主细胞相互作用以及病毒感染对细胞生物学影响的系统。在页面的底部,你可以找到一些高亮显示的病毒研究论文,这些论文是用Vutara超分辨率显微镜完成的。

Vutara病毒研究:

  • 病毒颗粒结构
  • 病毒宿主互动
  • 病毒病理学
水泡性口炎病毒颗粒。红色- VSV-G蛋白标记Alexa Fluor 647。

病毒粒子结构

Alonas, E., Lifland, a.w., guudheti, M., Vanover, D., Jung, J., Zurla, C., Kirschman, J., Fiore, V.F., Douglas, A., Barker, t.h., Yi, H., Wright, E.R., Crowe, J.E., Santangelo, p.j., 2014。将单RNA敏感探针与亚衍射受限和活细胞成像相结合,能够表征细胞中的病毒动力学。ACS Nano 8,302-315。doi.org/10.1021/nn405998v.

作者开发了研究封闭病毒的早期感染性和复制的工具。

  • 作者开发了MTRIPs(多标记四价RNA成像探针)。一种活标记hRSV病毒基因组的方法。
  • MTRIP技术使蛋白质和病毒基因组的同时超级分辨率成像;常规荧光原位杂交技术(鱼)不可能。
  • 作者使用Vutara确定沿病毒GRNA的病毒蛋白的分布。只有单分子定位显微镜才能使分辨率赋予这些亚300nm粒子。

宿主互动

Tiwari, p.m., Vanover, D., Lindsay, k.e., Bawage, s.s., Kirschman, j.l., Bhosle, S., Lifland, A.W., Zurla, C., Santangelo, p.j., 2018。设计的mRNA表达抗体可防止呼吸道合胞病毒感染。自然通信9,1-15。doi.org/10.1038/s41467-018-06508-3

作者使用Vutara显微镜来确定治疗抗体,Palivizumab对RSV感染的作用机制。

  • 利用Vutara对培养细胞进行3D成像的能力,作者能够可视化细胞膜上的病毒颗粒。
  • 当细胞在其细胞表面上表达palivizumab时,可以观察到细胞膜(〜100-300nm的病毒尺寸)相邻但外部的病毒粒子。
  • 这提出了帕尔昔单抗的作用机制是通过停止融合和胞质溶解的RSV来预防感染。
Palizumab(绿色)表达Vero细胞暴露于RSV病毒粒子(洋红色)。使用Vutara的3D单分子定位显微镜显示,表达palizumab的细胞不能被RSV感染,病毒粒子被困在细胞外的膜上。Nature Communications, Tiwari et al. 2018,工程mrna表达抗体预防呼吸道合胞病毒感染。

病毒感染对宿主细胞的影响

Milrot, E., Shimoni, E., Dadosh, T., Rechav, K., Unger, T., Etten, J.L.V, Minsky, A., 2017。结构研究证明了真核生物的噬菌体样复制循环 - 感染的疗法博士苗毛氏菌菌 - 1。PLOS病原体13,E1006562。doi.org/10.1371/journal.ppat.1006562

作者使用Vutara来确定病毒感染对细胞骨架结构的影响。由此,它们确定肌动蛋白细胞骨架在病毒感染性中起着关键作用。

  • 作者使用超分辨率成像来监测微管和肌动蛋白细胞骨架在病毒感染过程中的变化。
  • 在感染期间,微管网络变得更加碎裂并且从细胞的中心消失。
  • 在感染期间,肌动蛋白细胞骨架在电池的周边失去其细结构,并在细胞的圆形边缘周围形成壳。
  • 药理实验和其他实验表明,微管网络的破坏对病毒群生产几乎没有影响,而actin细胞骨架的破坏降低了病毒素生产。

活细胞成像

病毒研究人员也可能对Vutara的活细胞和单分子粒子追踪能力感兴趣。Vutara完全能够进行细胞器等细胞结构的活细胞单分子成像和单分子粒子跟踪。独特的是,Vutara还能够结合这两种技术来进行粒子跟踪和细胞结构成像。

请参阅活动细胞网页和Vutara Live Cell网络研讨会了解有关与Vutara显微镜的活细胞成像的更多信息SRX软件

顶部:使用闪光炸弹染料的线粒体的实时成像。底部:单个汤姆20蛋白(左)和线粒体成像(右)的活组合粒子跟踪。

突出显示的病毒研究出版物:

  • Akiyama,H.,Ramirez,N.-G.P.,Gudheti,M.V.,Gumuluru,S.,2015年。cd169介导的HIV向树突状细胞浆膜内陷的转移减弱了抗gp120广泛中和抗体的有效性。Plos Pathog 11。https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1004751
  • Alonas, E., Lifland, a.w., guudheti, M., Vanover, D., Jung, J., Zurla, C., Kirschman, J., Fiore, V.F., Douglas, A., Barker, t.h., Yi, H., Wright, E.R., Crowe, J.E., Santangelo, p.j., 2014。将单RNA敏感探针与亚衍射受限和活细胞成像相结合,能够表征细胞中的病毒动力学。ACS Nano 8,302-315。https://doi.org/10.1021/nn405998v.
  • Hodges, J., Tang, X., Landesman, M.B., Ruedas, J. b ., Ghimire, A., Gudheti, M.V., Perrault, J., Jorgensen, E.M., Gerton, J. m ., Saffarian, S., 2013。囊泡口炎病毒中的聚合酶的不对称包装。生物化学和生物物理研究通信440,271-276。https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2013.09.064
  • Kiss, G., Holl, J.M., Williams, G.M., Alonas, E., Vanover, D., Lifland, A.W., Gudheti, M., Guerrero-Ferreira, R.C., Nair, V., Yi, H., Graham, B.S., Santangelo, P.J., Wright, E.R., 2014.呼吸道合胞病毒的结构分析揭示了M2-1在基质蛋白和核糖核蛋白复合体之间的位置。病毒学88,7602-7617。https://doi.org/10.1128/JVI.00256-14
  • Milrot, E., Shimoni, E., Dadosh, T., Rechav, K., Unger, T., Etten, J.L.V, Minsky, A., 2017。结构研究证明了真核生物的噬菌体样复制循环 - 感染的疗法博士苗毛氏菌菌 - 1。PLOS病原体13,E1006562。https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1006562
  • Tiwari, p.m., Vanover, D., Lindsay, k.e., Bawage, s.s., Kirschman, j.l., Bhosle, S., Lifland, A.W., Zurla, C., Santangelo, p.j., 2018。设计的mRNA表达抗体可防止呼吸道合胞病毒感染。自然通信9,1-15。https://doi.org/10.1038/s41467-018-06508-3
  • Yaakov,L.B.,Mutsafi,Y.,Porat,Z.,Dadosh,T.,Minsky,A.,2019年。使用图像流式细胞术量化的Mimivirus感染阶段的动力学。细胞术A部分95,534-548。https://doi.org/10.1002/cyto.a.23770