나노미터 수준에서 살아있는 세포 내의 개별 생체분자를 광학적으로 이미징하는 것은 더 이상 놀라운 일이 아니다. 나아가 관측된 점들을 연결하고 분석함으로써 살아 있는 세포에서 생체분자를 개별 추적하는 것 또한 가능하다. 이러한 일들은 초고해상도 현미경이 등장함에 따라 가능해졌다. 기존의 단일분자 추적 기술은 분자들의 위치를 결정하기 위하여 PALM이나 STORM과 같은 광활성 위치결정 ...
나노미터 수준에서 살아있는 세포 내의 개별 생체분자를 광학적으로 이미징하는 것은 더 이상 놀라운 일이 아니다. 나아가 관측된 점들을 연결하고 분석함으로써 살아 있는 세포에서 생체분자를 개별 추적하는 것 또한 가능하다. 이러한 일들은 초고해상도 현미경이 등장함에 따라 가능해졌다. 기존의 단일분자 추적 기술은 분자들의 위치를 결정하기 위하여 PALM이나 STORM과 같은 광활성 위치결정 형광현미경을 이용했다. 이러한 방법들에서는 형광물질을 켜고 끈다. 이 과정을 통해 형광 분자들 중 일부만이 켜지고 이를 통해 광학 회절에도 불구하고 개별 분자들이 구별될 수 있다. 그 후 형광물질 각각의 위치를 결정하여 초고해상도 이미지를 얻는다. 하지만, 형광물질은 각자 수명을 가지므로 일정 시간 후에는 더 이상 형광을 내지 못한다. 광표백이라 불리는 이러한 문제는 초고해상도 형광현미경의 가장 큰 문제점 중 하나였다. DNA-PAINT는 이 문제를 해결했다. DNA-PAINT에서는 상보적인 DNA 가닥이 반복적으로 붙었다가 떨어지는 것을 이용하여 형광물질을 켜고 끈다. 이를 통해 형광분자들이 계속 공급된다. 또한 광표백 문제가 해결된다. 우리는 DNA-PAINT의 이러한 장점을 이용하여 DNA-PAINT와 단일분자추적 기술을 결합함으로써 sptPAINT라 이름붙인 새로운 방법을 개발했다. 그리고 우리는 sptPAINT를 통해 살아있는 세포 내에서 개별 막단백질을 실시간으로 장시간 추적할 수 있음을 확인했다.
나노미터 수준에서 살아있는 세포 내의 개별 생체분자를 광학적으로 이미징하는 것은 더 이상 놀라운 일이 아니다. 나아가 관측된 점들을 연결하고 분석함으로써 살아 있는 세포에서 생체분자를 개별 추적하는 것 또한 가능하다. 이러한 일들은 초고해상도 현미경이 등장함에 따라 가능해졌다. 기존의 단일분자 추적 기술은 분자들의 위치를 결정하기 위하여 PALM이나 STORM과 같은 광활성 위치결정 형광현미경을 이용했다. 이러한 방법들에서는 형광물질을 켜고 끈다. 이 과정을 통해 형광 분자들 중 일부만이 켜지고 이를 통해 광학 회절에도 불구하고 개별 분자들이 구별될 수 있다. 그 후 형광물질 각각의 위치를 결정하여 초고해상도 이미지를 얻는다. 하지만, 형광물질은 각자 수명을 가지므로 일정 시간 후에는 더 이상 형광을 내지 못한다. 광표백이라 불리는 이러한 문제는 초고해상도 형광현미경의 가장 큰 문제점 중 하나였다. DNA-PAINT는 이 문제를 해결했다. DNA-PAINT에서는 상보적인 DNA 가닥이 반복적으로 붙었다가 떨어지는 것을 이용하여 형광물질을 켜고 끈다. 이를 통해 형광분자들이 계속 공급된다. 또한 광표백 문제가 해결된다. 우리는 DNA-PAINT의 이러한 장점을 이용하여 DNA-PAINT와 단일분자추적 기술을 결합함으로써 sptPAINT라 이름붙인 새로운 방법을 개발했다. 그리고 우리는 sptPAINT를 통해 살아있는 세포 내에서 개별 막단백질을 실시간으로 장시간 추적할 수 있음을 확인했다.
It is not a surprise anymore to optically image individual biomolecules in liv-ing cells at nanometer scale. Furthermore, it is even possible to track each of them in living cells by connecting and analyzing the detected dots. These have been enabled after the appearance of the super-resolution micr...
It is not a surprise anymore to optically image individual biomolecules in liv-ing cells at nanometer scale. Furthermore, it is even possible to track each of them in living cells by connecting and analyzing the detected dots. These have been enabled after the appearance of the super-resolution microscopy. Conventional single-particle tracking techniques have used photoactivated lo-calization fluorescence microscopy such as PALM or STORM to determine mo-lecular positions. In these methods, fluorophores are switched on and off. By this process, only parts of them are switched on so that each of them is distin-guishable despite of optical diffraction. Then, the position of each fluorophore is determined to obtain super-resolution images. However, fluorophores have their own lifespans, so that they cannot fluoresce anymore after some time. This so-called photobleaching problem has been one of the largest challenges in su-per-resolution fluorescence microscopy. DNA-PAINT has resolved this. In DNA-PAINT, repeated binding and unbind-ing of complementary DNA strands is used for switching on and off fluoro-phores. Thereby, fluorescent molecules are continuously replenished. Also, this solves the photobleaching problem. Making use of this advantage of DNA-PAINT, we developed a new method named sptPAINT by combining DNA-PAINT with the single-particle tracking. We also have demonstrated that sptPAINT enables real-time long-term tracking of individual membrane proteins in living cells.
It is not a surprise anymore to optically image individual biomolecules in liv-ing cells at nanometer scale. Furthermore, it is even possible to track each of them in living cells by connecting and analyzing the detected dots. These have been enabled after the appearance of the super-resolution microscopy. Conventional single-particle tracking techniques have used photoactivated lo-calization fluorescence microscopy such as PALM or STORM to determine mo-lecular positions. In these methods, fluorophores are switched on and off. By this process, only parts of them are switched on so that each of them is distin-guishable despite of optical diffraction. Then, the position of each fluorophore is determined to obtain super-resolution images. However, fluorophores have their own lifespans, so that they cannot fluoresce anymore after some time. This so-called photobleaching problem has been one of the largest challenges in su-per-resolution fluorescence microscopy. DNA-PAINT has resolved this. In DNA-PAINT, repeated binding and unbind-ing of complementary DNA strands is used for switching on and off fluoro-phores. Thereby, fluorescent molecules are continuously replenished. Also, this solves the photobleaching problem. Making use of this advantage of DNA-PAINT, we developed a new method named sptPAINT by combining DNA-PAINT with the single-particle tracking. We also have demonstrated that sptPAINT enables real-time long-term tracking of individual membrane proteins in living cells.
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