Stereocilia Bundle Imaging med Nanoskala Opløsning i Live Mammalian auditive hårceller

Indre øre hårceller opdage lyd-induceret forskydninger og transduce disse stimuli i elektriske signaler i et hår bundt, der består af stereocilia, der er arrangeret i rækker af stigende højde. Når stereocilia afbøjes, trækker de på små (~ 5 nm i diameter) ekstracellulære spidsforbindelser, der forbinder stereocilia, som formidler kræfter til de mechanosensitive transduktionskanaler. Selv om mechanotransduktion er blevet undersøgt i levende hårceller i årtier, kan de funktionelt vigtige ultrastrukturelle detaljer i mechanotransduktionsmaskineriet ved spidsen af stereocilia (såsom tip link dynamik eller transduktionsafhængig stereocilia remodeling) stadig kun studeres i døde celler med elektronmikroskopi. Teoretisk set, scanning sonde teknikker, såsom atomare kraft mikroskopi, har nok opløsning til at visualisere overfladen af stereocilia. Men uafhængigt af billeddannelsestilstand beskadiger selv den mindste kontakt af atomprøvens mikroskopisonde med stereocilia-bundtet normalt bundtet. Her præsenterer vi en detaljeret protokol for hopping sonde ion ledningskopi (HPICM) billeddannelse af levende gnaver auditive hårceller. Denne ikke-kontakt scanning sonde teknik giver tid bortfalder billeddannelse af overfladen af levende celler med en kompleks topografi, ligesom hårceller, med enkelt nanometer opløsning og uden at gøre fysisk kontakt med prøven. HPICM bruger en elektrisk strøm, der passerer gennem glas nanopipetten til at detektere celleoverfladen i nærheden af pipetten, mens et 3D-positionering piezoelektrisk system scanner overfladen og genererer sit billede. Med HPICM, var vi i stand til at billedet stereocilia bundter og links forbinder stereocilia i levende auditive hårceller i flere timer uden mærkbar skade. Vi forventer, at brugen af HPICM vil tillade direkte udforskning af ultrastrukturelle ændringer i stereocilia af levende hårceller for bedre forståelse af deres funktion.