到目前為止，人們還很難得知，SR熒光顯微鏡會對生物學界的哪一個領域帶來重大變革，但已經(jīng)有幾個領域出現(xiàn)了明顯的改變。這些研究領域是動態(tài)及靜態(tài)的細胞組織結構研究領域、非均質(zhì)分子組織研究領域、蛋白動態(tài)組裝研究領域等。這幾個領域都有一個共同的特點，那就是它們研究的重點都是分子間如何相互作用、組裝形成復合物。因此，能在納米水平觀察這些分子對它們來說具有重大的意義。
通過觀察蛋白質(zhì)之間的組合關系來了解它們的作用，并能為后續(xù)的細胞功能試驗打下基礎
結構生物學研究在這方面已經(jīng)取得了很大的進展，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了4-8納米大小的分子間相互作用組裝成細胞微管、肌絲、中間絲這些超過10微米大小聚合物的機制。不過對于核孔復合體、中心體、著絲點、中間體、粘著斑這些由許多不同蛋白經(jīng)過復雜的三維組裝方式組合起來的復合體，還需要更好的辦法來進行研究。目標就是要達到分子水平的分辨率，這樣就可以觀察大復合體形成過程中的單個分子，也就能對這些分子的化學計量學有所了解了。要得到更多的生物學信息就需要SR顯微鏡這樣的三維成像技術，例如可以使用活體細胞SR成像捕捉細胞骨架的動態(tài)重構過程等等。
SR成像有助于人們更好地了解分子間的差異
細胞膜蛋白組織方式的經(jīng)典模型已經(jīng)從隨機分布的液態(tài)鑲嵌模型轉變成了脂筏模型、穴樣內(nèi)陷模型或特殊蛋白模型。這種差異與細胞不同功能相關，例如在高爾基體、cargo蛋白和高爾基體酶蛋白之間必須發(fā)生相互作用，但終它們會按照各自的功能分開，發(fā)揮各自的作用。有很多試驗手段，例如免疫電鏡技術、熒光共振能量轉移技術(FRET)等都已經(jīng)被用來研究這種膜不均一性問題了。多色PALM技術(Multicolor PALM)為人們提供了一種新的手段用來觀察膜蛋白集合、組織的過程，并且還能定量分析不同蛋白間的空間距離關系。因為有了PALM提供的單分子信息，人們就可以清楚地了解蛋白分子間的空間關系，甚至有可能計算出相隔某一距離的分子之間發(fā)生相互作用的可能性。
SR成像技術還能用于在單分子水平研究蛋白動態(tài)組裝過程
細胞對外界刺激信號的反應起始于胞膜，在胞膜上受體蛋白之間發(fā)生動態(tài)的集合，用來調(diào)節(jié)細胞的反應活性。像HIV這種有被膜病毒也是在細胞膜上完成病毒顆粒組裝過程的病毒，也是利用了細胞的物質(zhì)轉運機制。盡管現(xiàn)在蛋白組裝的物理模型還遠遠沒有完成，但研究人員知道膜蛋白的動態(tài)組裝過程是不均一的，所以通常使用熒光試驗手段很難獲得分子水平上的信息。同樣，單分子測量技術(Single molecule measurements)也存在著類似的局限，因為單分子測量技術只能觀察細胞內(nèi)的幾個分子，所以缺乏整體的信息。因此由于缺乏空間分辨率，很難動態(tài)地研究蛋白質(zhì)組裝過程。SR熒光成像技術與活細胞成像技術和單分子示蹤技術(sptPALM)結合就能解決這一問題。我們可以借助分子密度準確地看出PALM圖像中的蛋白質(zhì)簇，蛋白質(zhì)簇動態(tài)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和形態(tài)學數(shù)據(jù)能幫助我們了解蛋白質(zhì)動態(tài)組裝的機制。
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