Nuevos métodos para mejorar las técnicas de imágenes de superresolución proporcionan una visión más nítida del interior de las células
Mejorando la resolución axial en SIM 3D. a–c, Representaciones esquemáticas de la iluminación del haz del plano focal posterior (BFP) del objetivo y planos de muestra para microscopía de campo amplio (iluminación de un solo haz, a), SIM 3D (iluminación de tres haces, b) y haces de iluminación de cuatro haces (se usa un espejo opuesto a la muestra para retrorreflejar el haz central, produciendo interferencia de cuatro haces, c). Las vistas de iluminación de mayor aumento a la derecha muestran una estructura axial fina en el patrón SIM de cuatro haces, ausente en SIM 3D o microscopía de campo amplio. d, Vistas transversales axiales de perlas de 100 nm vistas bajo microscopía de campo amplio (superior), SIM 3D (centro) y SIM de cuatro haces (inferior). e, Vistas de mayor aumento del cordón resaltadas por puntas de flecha coloreadas en d, que ilustran la mejora progresiva en la resolución axial. Los insertos muestran la magnitud de los OTF (kX/kz plano) derivados de imágenes. f, perfiles de línea correspondientes a las imágenes de cuentas que se muestran en e, tomadas a lo largo de la línea verde vertical en e. g, Cuantificación FWHM lateral (azul) y axial (naranja) para n = 102, 100 y 99 perlas para microscopía de campo amplio, SIM 3D y SIM de cuatro haces, respectivamente. Ver también Tabla complementaria 1. Bigotes: máximo y mínimo; líneas centrales: medianas; límites de la caja: percentiles 75 y 25; símbolos cruzados: marcadores intermedios. Barras de escala, 2 µm (d) y 500 nm (e); 1/200 nanómetro−1 para las entradas de la transformada de Fourier a eau, unidades arbitrarias. Crédito: Naturaleza Biotecnología (2023). DOI: 10.1038/s41587-022-01651-1
Los nuevos métodos para mejorar las técnicas de imágenes de súper resolución están brindando a los biólogos una visión más clara y completa del funcionamiento interno de las células vivas.
Un nuevo papel en Naturaleza Biotecnología del Laboratorio Shroff en el Campus de Investigación Janelia del Instituto Médico Howard Hughes (HHMI) detalla dos formas prácticas de mejorar la resolución axial (o z) de la microscopía de iluminación estructurada 3D, una técnica para ver el interior de la vida células iniciado por el ex líder del Grupo Janelia, Mats Gustafsson, quien murió en 2011.
En 3D-SIM y otras técnicas de microscopía de fluorescencia, la resolución axial de la imagen suele verse borrosa. Esto significa que los investigadores pueden ver claramente los detalles en dos dimensiones, en los planos x e y, pero los detalles en la tercera dimensión, en el plano z, son borrosos. Los intentos anteriores de abordar este problema fueron difíciles de implementar.
Un proyecto dirigido por Xuesong Li, becario postdoctoral en Shroff Lab, ha desarrollado dos formas de abordar el problema de manera práctica. En un método, se agrega un espejo al microscopio para crear un haz de luz adicional cambiando el Patron de interferenciay permitiendo una resolución más fina y nítida a lo largo del eje z.
El segundo método, que utiliza aprendizaje profundodesenfoca los ejes x e y nítidos para que se vean como el eje z borroso y luego entrena un red neuronal para revertir estas imágenes borrosas. Luego, la red usa esta información para desenfocar el eje z.
Ambos métodos proporcionan una forma práctica y eficaz de mejorar resolución en 3D-SIM. Esto permite a los científicos visualizar vívidamente los orgánulos dentro de las células en todas las direcciones y potencialmente descubrir nuevos conocimientos sobre los componentes dentro de las células.
Los nuevos métodos se pueden utilizar para mejorar otros microscopios, y el equipo está trabajando para aplicar los métodos a especímenes más gruesos. Algunos de los mismos conceptos también pueden ser útiles en las técnicas de imagen que se están desarrollando para que los utilicen los biólogos que trabajan en la nueva área de investigación de Janelia, Fisiología Celular 4D.
Mas informaciones:
Xuesong Li et al, Microscopía de iluminación estructurada tridimensional con resolución axial mejorada, Naturaleza Biotecnología (2023). DOI: 10.1038/s41587-022-01651-1
Proporcionado por
Instituto Médico Howard Hughes
Cotizar: Nuevos métodos para mejorar las técnicas de imágenes de súper resolución brindan una visión más nítida dentro de las células (26 de enero de 2023) Obtenido el 26 de enero de 2023 de https://phys.org/news/2023-01-methods-super-solution-imaging- técnicas -shaper.html
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