面向活细胞结构和功能的三维单分子成像研究

项目名称： 面向活细胞结构和功能的三维单分子成像研究

项目编号： No.81371604

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 医药、卫生

项目作者： 刘欣

作者单位： 上海大学

项目金额： 70万元

中文摘要： 单分子水平（纳米尺度）的活细胞成像对于生命科学的发展具有重要推动作用。传统的荧光显微技术不能用于单分子成像。超分辨荧光显微技术在进行单分子成像时还存在问题，很难在全细胞水平，进行快速、三维成像；此外，现有超分辨技术仅能反映细胞器或分子的空间结构信息，不能描述功能信息。因此，本项目基于光学断层重建与荧光共振能量转移（FRET）策略，研究建立适用于活细胞结构和功能成像的新型三维单分子成像系统及方法。主要研究内容包括：（1）将光学三维重建思想与超分辨成像结合，建立重建数学模型，实现单分子水平的快速、三维结构成像。（2）构建光可开关的FRET供体-受体对，并结合FRET定量算法，实现单分子水平的功能成像。（3）整合三维重建模型与FRET技术，建立新型超分辨成像系统，实现单分子水平的三维结构和功能活细胞成像。项目的完成有助于在纳米尺度上研究活细胞内关键分子的分布及功能，具有重要的理论和实际应用意义。

中文关键词： 超分辨荧光显微成像；单视图重建方法；单视图成像；荧光共振能量转移；光可开关荧光蛋白

英文摘要： The ability to visualize cellular structures and their spatial relationship at single-molecule level (nanometer scale) is important for life science research. The diffraction barrier, however, limits the imaging resolution of conventional light microscopy

英文关键词： super-resolution fluorescence microscopy；single-view reconstruction method；single-view imaging；FRET；photo-switchable fluorescent protein