慕尼黑路德维希·马西米兰大学 信用:S
施特劳斯/MPI生物化学 超分辨率荧光显微镜可以用来观察小于200纳米的结构
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，低于光的衍射极限
其中一种被称为“脱氧核糖核酸涂料”的显微镜技术是由拉尔夫·容格曼和他的同事开发的，拉尔夫·容格曼是麻省理工学院生物化学研究小组的组长，也是LMU大学实验物理学教授
这项技术使用短的“成像器”，染料标记的脱氧核糖核酸链以互补的方式暂时结合到目标分子上，产生图像超分辨率重建所需的“闪光”
“我们最近通过优化脱氧核糖核酸序列设计，将脱氧核糖核酸涂料传统上相当慢的采集速度提高了一个数量级，”容格曼说
“然而，这是以失去多路复用为代价的，这意味着细胞中的几个结构不能同时被观察到，”Jungmann补充说
然而，同时观察几种蛋白质对于更好地理解肿瘤细胞和正常细胞之间复杂的信号级联很重要
这种多路复用能力在速度优化的DNA-PAINT中无法实现，因为只有一个具有改进杂交特性的优化序列可用
该论文的第一作者、荣格曼小组的同事塞巴斯蒂安·施特劳斯说:“我们问自己如何实现多路成像，同时进一步提高图像采集速度。”
在目前的研究中，研究人员提出了一个新的概念，成功地提高了成像速度
他们利用了这样一个事实，即成像分子与其靶链结合的频率与可用结合位点的数量成线性比例
“结合位点越多，图像采集进行得越快
然而，简单地连接结合位点会导致不期望的长对接序列，潜在地降低可实现的图像分辨率并增加非特异性结合，”斯特劳斯说
为了规避这些问题，研究人员设计了重复序列基序，即
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(TCC)n，其可被连接以提供重叠的结合位点，但仅略微增加链长
施特劳斯说:“我们设计了六个独立的周期性序列基序，这使我们能够将多路复用引入速度优化的DNA-PAINT。”
“结合以前的改进，我们现在可以将基因绘画的速度提高100倍，”容格曼补充道
为了优化新的序列基序并对它们的改进进行基准测试，该小组使用了DNA折纸结构，这是一种自组装的纳米大小的DNA对象，可以自动折叠成预定的形状
这些结构可以用来排列DNA-PAINT结合位点，它们在e
g
5纳米距离
这使得研究人员能够在规定的条件下评估脱氧核糖核酸涂料的改进
“新的优化的脱氧核糖核酸序列使我们能够在几分钟内解析六种不同的脱氧核糖核酸折纸结构，而不是只有一种，”施特劳斯解释说
“我们很高兴在脱氧核糖核酸绘画中应用现在进一步提高的成像速度来解决生物问题
例如，以前只能在单分子水平上缓慢而不清晰地检查肿瘤标志物
在我们的研究中，对四种不同肿瘤标志物的测量证实了对它们的分子位置和相互作用的快速和准确的分析
这可以为药物开发及其作用机制提供重要的见解，”Jungmann总结道
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