Super-Resolution-Mikroskopie unter Verwendung von Standard-Fluoreszenzproteinen in intakten Zellen unter Kryobedingungen

Wir stellen eine Super-Resolution-Technik für die Fluoreszenz-Kryomikroskopie vor, die auf dem Fotoschalten von genetisch kodierten Standard-Fluoreszenzmarkerproteinen in intakten Säugetierzellen bei niedriger Temperatur (81 K) basiert. Angesichts der Einschränkung durch das Fehlen von Kryo-Immersionsobjektiven erreichen derzeitige Anwendungen der Fluoreszenz-Kryomikroskopie bei biologischen Proben lediglich Auflösungen zwischen 400-500 nm. Wir zeigen, dass die Einzelmoleküleigenschaften des reversiblen Photobleichens von mEGFP und mVenus bei der Temperatur von flüssigem Stickstoff für das grundlegende Konzept der Einzelmolekül-Lokalisierungsmikroskopie geeignet sind. Dies ermöglichte es uns, eine hochauflösende Bildgebung an vitrifizierten biologischen Proben durchzuführen und Strukturen in ungestörten, schockgefrorenen Zellen erstmals mit einer strukturellen Auflösung von ∼125 nm (durchschnittliche Einzelmolekül-Lokalisierungsgenauigkeit ∼40 nm) darzustellen, was einer 3- bis 5-fachen Verbesserung der Auflösung entspricht.