因为细菌这么小,人们常常忘记它们是三维物体。我们的协议允许对扁平和弯曲细胞的形状进行精确重建。该协议只需要对标准显微镜稍作修改,并且可在 MATLAB 脚本中随时提供。
在开始实验之前,在单个玻璃显微镜幻灯片的两端放置三个 20 到 20 毫米盖滑的两叠。将 200 微升的 agarose 垫溶液移到幻灯片上,并立即牢牢地将第二个幻灯片放在盖滑堆上,以压平加糖。在允许气糖在室温下凝固约一分钟后,小心地从顶部滑梯上滑下来,并使用 200 微升移液器尖端的大端从凝胶中切出单独的 5 毫米直径垫。
当所有垫片都获得移液器时,大肠杆菌细胞培养剂会多次破坏任何细胞团,并确保细胞均匀分布,然后再在每个垫片上添加一微升亚培养素。让样品风干 5 到 10 分钟后,确认液滴已完全吸收到垫片中,然后再将盖滑到垫上。然后使用棉签轻轻刷适当的密封剂周围的盖滑的边缘,注意保持密封剂远离盖滑的顶部。
密封盖滑后,立即将幻灯片置于显微镜阶段,并在五分钟的热平衡后使用显微镜对焦轮将细胞中间对焦。在 ND 采集下关联的显微镜软件中,选中 Z 框以获取 Z 堆栈,然后单击"主页"按钮将单元格的中间设置为起点。将步长设置为 0.1 微米,将范围设置为 4 微米,并确保 Z 设备设置为压电级。
细胞的顶部和底部都有足够的模糊,使细胞与背景几乎无法区分,这一点至关重要。将 lambda 窗口下的荧光通道设置为要成像的荧光分子的设置,并确认实验顺序设置为 lambda,以便在切换之前在每个颜色通道中获取完整的 Z 堆栈。然后单击"立即运行"以开始图像采集。
获得所有图像后,打开相应的图像分析软件程序中的文件。在单个单元格周围绘制一个框,并复制该单元格两次,每个通道复制一次,确保选中"重复"堆栈框,然后将通道更改为一个或两个。两个堆栈可用后,选择"图像"、"堆栈"、"工具和串联"以组合图像。
用蛋白质通道第一,形状通道第二。将新映像保存为 TIFF 文件后,在桌面上的文件夹中创建一个文件夹,其中包含裁剪的图像和cell_shape_settings_tri。txt 文件从 shae 细胞组织 - 公共exampleData_tri。
编辑cell_shape_settings_tri。txt 文件具有感兴趣的实验的正确设置。然后运行Cell_shape_detector3dConvTriFolder,将字符串与文件夹位置的函数一起运行,然后返回要启动的单元格数和应运行的单元格数。
确认单元格已正确重建运行 ScreenFits。当图形用户界面打开时,单击"选择文件夹"按钮并选择包含重建数据文件的文件夹,以直观地筛选单个单元格重建。对于出现误报或缺少全覆盖的任何单元格,请选择重建旁边的框,以附加名称的附属标志,以便可以从任何下游分析中排除。
运行富集平滑孢子线,以创建相关蛋白质的相对浓度的富集图,作为表面高斯曲率的功能。然后选择每个文件夹与刚刚创建的 TRI。垫文件,并选择新创建的曲线垫文件。
当处理弯曲或异常形状的单元格时,此方法特别有用,因为 2D 表示无法准确反映细胞的曲率。在实验中,生成了一种绿色荧光融合蛋白,以产生细菌作用素蛋白 MreB,以研究野生细胞和突变大肠杆菌细胞中作用素蛋白的精确定位。通过进行3D测量,可以捕获野生类型和棒子突变细胞的形状。
然后,MreB 的定位被确定为以小高斯曲率进行丰富,这种几何特征只能以 3D 方式以 rodZ 相关方式测量。请记住,确保 Z 堆栈足够大,使单元格在顶部和底部模糊不清,并且单元格彼此之间彼此之间空间良好。我们正在展示如何测量3D中蛋白质的几何定位,但可以从这些数据中计算出其他信息,例如标签蛋白组件的大小。