熒光原性探針逐步標(biāo)記：MINFLUX成像和追蹤的通用方法
近日，智能科技學(xué)院顧敏院士團(tuán)隊(duì)聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)馬炯研究員、王璐青年研究員在國(guó)際知名期刊《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）發(fā)表了題為“熒光原性探針逐步標(biāo)記：MINFLUX成像和追蹤的通用方法”（Gradual Labeling with Fluorogenic Probes: A General Method for MINFLUX Imaging and Tracking）的研究成果。上海理工大學(xué)為第一單位，顧敏院士為通訊作者，姚龍芳博士后為第一作者，格致創(chuàng)新班2023級(jí)人工智能專業(yè)本科生官佳欣作為合作研究者參與關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。這也是學(xué)院自今年2月在《自然·光子學(xué)》上發(fā)表成果以來(lái)，在《自然》和《科學(xué)》子刊上發(fā)表的第4篇重要研究成果。 c2t`i
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傳統(tǒng)顯微技術(shù)受限于光學(xué)衍射極限，而現(xiàn)有MINFLUX技術(shù)在密集生物結(jié)構(gòu)中易產(chǎn)生信號(hào)干擾，成像結(jié)果呈現(xiàn)“斷續(xù)線條”或“模糊云團(tuán)”，且難以在活細(xì)胞中追蹤單分子動(dòng)態(tài)。研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地模擬"星空分批點(diǎn)亮"原理，通過(guò)光控探針精確控制分子發(fā)光時(shí)序，如同在細(xì)胞"納米城市"中分時(shí)段點(diǎn)亮特定建筑，最終通過(guò)數(shù)萬(wàn)次定位拼合出完整超清圖譜。這項(xiàng)名為“GLF-MINFLUX”的成像技術(shù)定位精度達(dá)2.6納米（相當(dāng)于頭發(fā)絲直徑的三萬(wàn)分之一），時(shí)間分辨率達(dá)每秒5000幀。該技術(shù)不僅捕捉到細(xì)胞骨架的精細(xì)結(jié)構(gòu)，更記錄到蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜平坦區(qū)的停滯現(xiàn)象及在絲狀偽足區(qū)域的超高速運(yùn)動(dòng)，揭示了生命動(dòng)態(tài)的細(xì)節(jié)。 g$ HL::
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這項(xiàng)技術(shù)為腦科學(xué)研究開辟新路徑，未來(lái)將重點(diǎn)應(yīng)用于解析神經(jīng)信號(hào)傳遞機(jī)制。研究團(tuán)隊(duì)指出，人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高能效比遠(yuǎn)超計(jì)算機(jī)，而GLF-MINFLUX可直觀呈現(xiàn)蛋白質(zhì)"智能開關(guān)"的調(diào)控過(guò)程及神經(jīng)元間的"納米對(duì)話"，研究發(fā)現(xiàn)有望為類腦人工智能提供生物原型。此項(xiàng)顯微技術(shù)有望成為下一代人工智能的"生物導(dǎo)師"，為解析神經(jīng)信號(hào)傳遞過(guò)程提供全新視角，為優(yōu)化人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供理論依據(jù)，進(jìn)而推動(dòng)開發(fā)具備自主學(xué)習(xí)能力的類腦智能系統(tǒng)。 \=D+7'3
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格致創(chuàng)新班的本科生深度參與前沿科研，是智能科技學(xué)院“早進(jìn)團(tuán)隊(duì)、早進(jìn)課題、早進(jìn)平臺(tái)”培養(yǎng)理念的生動(dòng)實(shí)踐，展現(xiàn)了學(xué)院格致創(chuàng)新班“科研前沿融入本科教育，理論知識(shí)與前沿實(shí)踐一體化”培養(yǎng)模式的顯著成效。 k-H6 c
論文鏈接：https://doi.org/10.1126/sciadv.adv5971
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