徕卡征文大赛 | 看,悄无声息地蓬勃生长

2021-11-18 17:46:27, 邓超颖 徕卡显微系统(上海)贸易有限公司


以下文章来源于徕卡征文大赛,作者邓超颖,来自中国科学院微生物研究所农业微生物与生物技术研究室,拍摄所用徕卡显微镜型号为Leica Thunder Live Cell Imager DMi8宽场显微镜

作者风采

邓超颖

中国科学院微生物研究所

博士 副研究员

2015年于中国科学院大学、中国科学院微生物研究所获得细菌遗传学方向博士学位。主要从事病原细菌信号感知与致病机制研究。首次发现原核生物在环境胁迫压力,蛋白酶能特异性水解细胞表面重要的受体激酶并淬灭其活性,从而启动适应性信号转导途径并具有生理学意义。研究成果发表在Nat Commun, Mol Plant-Microbe Interact, Mol Plant Pathol等专业学术刊物。主持国家自然科学基金青年基金、面上项目等科研项目。



徕卡显微系统的评委专家:


大家好!


我是中国科学院微生物研究所农业微生物与生物技术研究室暨植物基因组学国家重点实验室(微生物)副研究员邓超颖。今年4月份很幸运试用了贵公司徕卡宽场显微镜Thunder Live Cell Imager DMi8并获得了令人惊喜的结果。


毫不夸张地说,显微镜的发展史就是微生物学发展的历史。自从1674年荷兰人Antony van Leeuwenhoek(安东尼•列文虎克,1632-1723)用自制的显微镜首次观察到微生物并详细描述其形态,由此打开了微生物学研究的大门。而后微生物学科的发展经历了从细胞水平的宏观形态描述、生理生化特征检测,到分子水平的生物化学与分子生物学分析、到时至今日原子水平的结构生物学等,seeing is believing(眼见为实)的科学思想一直贯穿始终。伴随着微生物学的发展,显微镜经历了光学显微镜与电子显微镜一代代更迭。


尽管电子显微镜放大倍数和分辨率远高于光学显微镜,但对活细胞实现实时、动态观测还是依赖于光学显微镜。光学显微镜也从暗场显微镜、紫外显微镜、偏光显微镜、荧光显微镜、相衬显微镜、干涉相衬显微镜、激光扫描共焦显微镜、近场扫描光学显微镜等一步步推陈出新,以适应现代生物技术与学科发展,并在真核细胞中有了良好的应用。


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黄单胞菌精细结构的长时间观察与追踪(Time lapse)

受限于单细胞微生物更小的体积(只有真核细胞的1/100左右),当前微生物学领域、特别是细菌学领域研究面临的最大难题是活细胞精细结构及亚细胞结构的长时间、精细观察与追踪


黄单胞菌(Xanthomonas spp.)是一类革兰氏阴性菌,杆状、极生单鞭毛,转性好氧,几乎所有黄单胞菌属的细菌都属于植物病原菌(Chan and Goodwin, 1999)。其中,植物病原细菌野油菜黄单胞菌(Xanthomonas. campestris pv. campestris 8004, Xcc)是十字花科植物(如白菜、甘蓝、拟南芥等)黑腐病的病原 (Vicente and Holub, 2013),是目前研究植物病原细菌致病机理及植物-病原菌互作关系的重要模式细菌。探索Xcc在致病或自由生长阶段,其关键蛋白调控细胞生长、分裂或致病能力等的分子机制,并在细胞生物学水平动态观察到亚细胞结构或形态的变化,是本课题组探索的主要科学问题。

实验刚开始时,视野内只有少量的黄单胞菌(Xanthomonas spp.)

经过15.5小时的Time lapse全自动成像,可见视野内的黄单胞菌发生了大量的分裂增殖。而且菌体内结构依然清晰可辨。

本次显微观察的样品是在野油菜黄单胞菌Xcc的基因组中,将参与细胞分裂的目标基因的C末端带上GFP标签。在生长到一定阶段后,在胁迫条件下,用徕卡最新的宽场显微镜Thunder Live Cell Imager DMi8原位、实时观察细菌的生长与分裂的动态变化情况


在胁迫条件下,本次实验只进行了细菌细胞生长15.5小时的连续观察,但依然可以清楚观察到细菌细胞的分裂过程了。后续期待能用此显微镜做出更加具有科学意义的实验结果。


谢谢!


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