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光激活定位显微术（PALM）在纳米尺度上的定量结构分析通常仅适用于固定细胞，因为长时间数据采集期间的运动会扭曲图像重建。在此，我们开发了运动校正型 PALM（mcPALM），这是一种活细胞超分辨成像方法，结合常规荧光通道与 PALM，以校正运动导致的定位点扩散。我们还引入了一种基于光激活的校正方法，用于根据不完整的轨迹估算分子数。以酵母中 PI3P 标记的内体为动态模型系统，我们证明 mcPALM 能够重建活细胞中的成熟轨迹，将经过运动校正的内体大小与经校准的 PI3P 含量联系起来，且结果与固定细胞基准一致。与固定细胞 PALM 不同，mcPALM 保留了内体动态特征，揭示出阶段依赖的定向运输及与成熟相关的运动性变化。因此，mcPALM 将 PALM 从固定样本中的静态结构测量拓展为对活细胞纳米尺度结构、分子组成和动态特征的综合定量分析。该框架还可广泛应用于其他移动细胞器和生物分子组装体，从而支持活细胞研究，探究分子组织与动态特征如何与生物学功能相联系。
2
计算与基因组医学中心，费城儿童医院，美国宾夕法尼亚州费城，邮编 19104
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Elias M Puchner
1
明尼苏达大学双城分校物理与天文学学院，美国明尼苏达州明尼阿波利斯，邮编 55455；
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epuchner{at}umn.edu
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利用光活化定位显微镜（PALM）在纳米尺度进行定量结构分析，通常仅限于固定细胞，因为长时间采集数据期间的运动会使图像重建失真。在此，我们开发了运动校正 PALM（mcPALM），这是一种活细胞超分辨成像方法，将常规荧光通道与 PALM 相结合，以校正运动导致的定位点扩散。我们还引入了一种基于光活化的校正方法，用于根据不完整轨迹估算分子数量。以酵母中 PI3P 标记的内体作为动态模型系统，我们证明，mcPALM 能够重建活细胞中的成熟轨迹，将运动校正后的内体尺寸与经校准的 PI3P 含量联系起来，其结果与固定细胞基准相符。不同于固定细胞 PALM，mcPALM 保留了内体动态特征，揭示了阶段依赖的定向运输以及与成熟相关的运动性转变。因此，mcPALM 将 PALM 从固定样本中的静态结构测量拓展为对活细胞中纳米尺度结构、分子组成和动态特征的综合定量分析。该框架广泛适用于其他移动细胞器和生物分子组装体，使活细胞研究能够探究分子组织方式与动态特征如何……
与生物学功能相关联。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
基金资助信息
国际生物传感研究所，648735
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发布于 2026 年 7 月 1 日。
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定量运动校正 PALM 揭示活细胞中内体结构与动态之间的联系
Yu Xu、Santosh Adhikari、Elias M. Puchner
bioRxiv
2026.06.28.735082；
doi：https://doi.org/10.64898/2026.06.28.735082
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定量运动校正 PALM 揭示活细胞中内体结构与动态之间的联系
Yu Xu、Santosh Adhikari、Elias M. Puchner
bioRxiv
2026.06.28.735082；
doi：https://doi.org/10.64898/2026.06.28.735082
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关键词：运动校正PALM · 活细胞超分辨成像 · 内体成熟 · PI3P定量分析 · 细胞器动态 · 光激活定位显微术
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.28.735082v1?rss=1