ZEISS Lattice Lightsheet 7

La microscopie à feuillet de lumière (également appelée microscopie à feuillet de lumière de type gaussien) est reconnue pour ses conditions d'imageries non invasives à une vitesse d'acquisition supérieure. Révolutionnaire, le concept de découplage de l'excitation et de la détection permet d'éclairer uniquement la partie de l'échantillon qui se trouve dans le plan focal de l'objectif de détection. En déplaçant le feuillet de lumière sans manipuler l'échantillon et en enregistrant une image par plan focal, il est possible d'acquérir des données volumétriques sans exposer les zones hors champ de l'échantillon.

La microscopie à feuillet de lumière à treillis (lattice lightsheet) combine les avantages de la microscopie à feuillet de lumière classique avec la résolution quasi-isotrope de la microscopie confocale. La technologie avancée de modelage du faisceau crée des feuillets de lumière en réseau qui sont beaucoup plus fins que les feuillets de lumière standards à profil gaussien et qui fournissent donc une meilleure résolution à des vitesses d'acquisition comparables. La structure réticulaire du feuillet de lumière est créée à l'aide d'un modulateur spatial de lumière (SLM pour Spatial Light Modulator), puis projetée sur l'échantillon après avoir traversé un système de balayage qui fait vibrer la structure réticulaire pour créer un feuillet de lumière non invasif.

Cellules COS-7 transfectées de manière transitoire avec des agents Calnexin-mEmerald et EB3-tdTomato. La protéine EB3 identifie les extrémités en croissance des microtubules et est nécessaire à la régulation de la dynamique microtubulaire. La calnexine est une protéine du RE, où s'effectue la synthèse protéique. Un volume toutes les 7 secondes ; imagerie continue pendant 24 minutes. Volume d'acquisition : 118 × 113 × 22 μm³. 240 600 images ; 401 plans volumiques pour 300 points temporels.

Vidéo en time lapse montrant la dynamique d'une cellule U2OS exprimant de manière stable de l'actine-GFP (cytosquelette, cyan). Les cellules étaient également marquées avec MitoTracker™ Red CMXRos (mitochondrie, vert) et Draq 5 (noyau, magenta).

Cellule U2OS exprimant Lifeact-tdTomato subissant une mitose pendant l'imagerie continue. Projection à intensité maximale. Des images de la cellule ont été capturées en continu pendant 2,5 heures ; un volume (113 × 90 × 11 μm³) toutes les 2,2 secondes. Au total, 1 404 000 images ont été enregistrées ; 351 plans volumiques pour 4 000 points temporels.

Cellules COS-7 transfectées avec la protéine fluorescente StayGold ciblant le RE. Projection à intensité maximale. Enregistré avec un temps d'exposition de 1 ms pendant 40 min en continu. 802 000 images au total. Un volume (105 × 56 × 14 µm³) par 1,1 seconde. Avec l'aimable autorisation du Miyawaki Atsushi, RIKEN Institut, Japon

Cellule Cos 7 transfectée de manière transitoire avec des agents mEmerald-Rab5a et Golgi7-tdTomato. Golgi7 est une protéine associée à l'appareil de Golgi et aux vésicules golgiennes. Rab5a est une protéine marqueur des endosomes précoces. Le traçage des vésicules en 3D à une résolution quasiment isotrope devient réalité. Le traçage a été effectué dans arivis Vision4D^®.

Cellules U2OS exprimant Lifeact-tdTomato et colorées avec le MitoTracker Green. Rangée du haut : configuration à une seule caméra. Rangée du bas : configuration à double caméra. Le crosstalk est minimisé. En outre, deux fois plus d'images peuvent être acquises, ce qui permet de doubler la résolution temporelle.

Cellule T exprimant Lifeact-GFP. Projection en profondeur codé en couleur et projection à intensité maximale en parallèle. Des images de la cellule T ont été capturées en continu pendant plus de 1 heure ; un volume toutes les 2,5 secondes. Échantillon : avec l'aimable autorisation de M. Fritzsche, Université d'Oxford, Royaume-Uni.

Cellules U2OS colorées avec le MitoTracker Green (vert) et le MitoTracker Red CMXRos (magenta), deux colorants qui se localisent dans les mitochondries et devraient donc toujours être co-localisés. À gauche : configuration à une seule caméra. Un délai d'enregistrement entre les deux canaux se manifeste par un décalage spatial des structures. À droite : configuration à double caméra. Les structures se superposent complètement comme prévu. 60 points temporels ont été acquis alors qu'avec une seule caméra, seuls 16 points temporels ont pu être acquis dans le même temps.

Ovocytes de souris fixes en vésicules germinales marqués pour la membrane nucléaire (anti-lamine, cyan), actine (phalloïdine, magenta) et microtubules (anti-tubuline, jaune). Le Sinc3 15 × 650 lattice light sheet a été utilisé pour l'imagerie haute résolution des structures de microtubule et de l'actine. Suivez la structure en 3D des microtubules dans la vidéo. Échantillon : avec l'aimable autorisation de C. So, MPI Göttingen, Allemagne.

Ovocytes de souris fixes en vésicules germinales marqués pour la membrane nucléaire (anti-lamine, cyan), actine (phalloïdine, magenta) et microtubules (anti-tubuline, jaune). Le Sinc3 100 × 1,800 lattice light sheet a été utilisé pour réaliser l'imagerie de l'ovocyte complet. Échantillon : avec l'aimable autorisation de C. So, MPI Göttingen, Allemagne.

Ovocytes de souris interrompus en métaphase II et marqués pour la mitochondrie (cyan), les microtubules (magenta) et les chromosomes (jaune). Échantillon : avec l'aimable autorisation de C. So, MPI Göttingen, Allemagne.

Embryon de poisson-zèbre transgénique DeltaD-YFP (Liao et al. 2016, Nature Communications). Protéine de fusion emmenée par un transgène contenant les régions de régulation endogène, expression à l'extrémité caudale et dans le mésoderme pré-somatique. Signal visible dans le cortex cellulaire et en un point correspondant au transport vésiculaire (vert). Noyaux en magenta. Des images de l'embryon ont été capturées pendant 5 minutes en continu ; une image en volume (150 × 50 × 90 μm³) toutes les 8 secondes. Échantillon : avec l'aimable autorisation du Prof. Andrew Oates, EPFL, Suisse.

Film en vitesse accélérée de l'embryon de poisson-zèbre. Imagerie volumétrique du transport de molécules mRNA (vert). Les noyaux sont représentés en magenta. Les données sont affichées en projection à intensité maximale. Une image en volume (86 × 80 × 12 μm³) a été enregistrée toutes les 2,5 secondes. Échantillon : avec l'aimable autorisation du Prof. Andrew Oates, EPFL, Suisse.

Le transport de molécules mRNA a été tracé dans arivis Vision4D^®. Le mouvement de l'embryon de poisson-zèbre a d'abord été corrigé à l'aide d'un tracé de référence du noyau. Ensuite, les molécules individuelles d'ARN messager ont été suivies dans la durée pour obtenir des statistiques telles que la vitesse et l'orientation. Échantillon : avec l'aimable autorisation du Prof. Andrew Oates, EPFL, Suisse.

La drosophila melanogaster est un organisme modèle dans de nombreux domaines de recherche tels que la recherche biomédicale. De nombreux variants génétiquement modifiés sont à la disposition des chercheurs. Cette vidéo présente un embryon de drosophile avec marquage GFP au cours de son évolution. Au total, 91 100 images ont été prises, 911 plans volumiques, 100 points horaires. Une image en volume toutes les 15 secondes ; durée d'imagerie 25 min., volume d'acquisition : 300 × 455 × 145 μm³.

Les sphéroïdes et les organoïdes sont des modèles in vitro d'organes – beaucoup plus petits et plus simples mais faciles à produire et sont donc des outils inestimables aux yeux des biologistes du développement pour étudier le développement des organes. Contrairement aux cultures cellulaires, qui consistent généralement en une monocouche de cellules uniquement, les cellules des sphéroïdes / organoïdes forment des structures tridimensionnelles qui permettent d'étudier la migration et la différenciation des cellules à l'intérieur de modèles cellulaires en 3D. Avec la microscopie à feuillet de lumière en treillis, l'acquisition d'images du développement et de l'auto-organisation d'organoïdes devient réalité. Ici, nous pouvons voir un rendu en 3D d'un sphéroïde constitué de cellules exprimant H2B-mCherry (cyan) et α-tubuline-mEGFP (magenta). Les cellules ne sont pas toutes marquées.

^*Protégé par les brevets CN109416462B, US11163147B2, US9964760B2