Imagem ToF-SIMS subcelular das algas de neve Sanguina nivaloides combinando aquisições de alta massa e alta resolução lateral

A espectrometria de massas por tempo de voo com íons secundários (ToF-SIMS) demonstrou grande potencial para imagem metabólica, no entanto, alcançar uma resolução lateral e de massa suficientemente altas para atingir a escala de organelas continua sendo um desafio. Desenvolvemos uma abordagem combinando aquisições de imagem ToF-SIMS com alta resolução lateral (> 150 nm) e alta resolução de massa (9.000). Os dados foram então fundidos e processados usando análise multivariada (MVA), permitindo a identificação e anotação precisas de 85% dos principais contribuintes para os componentes da análise multivariada com alta resolução lateral. Informações sobre a preparação de amostras para microscopia eletrônica são fornecidas, especialmente ao revelarmos que pelo menos três complexos diferentes contendo ósmio podem ser encontrados dependendo do ambiente químico específico das organelas. Em células da alga de neve Sanguina nivaloides, vivendo em um ambiente natural limitado em nutrientes como o fósforo (P), conseguimos mapear elementos e moléculas dentro de seu contexto subcelular, permitindo a identificação molecular de organelas com uma resolução de 100 nm, conforme confirmado por microscopia eletrônica correlacional. Assim, foi possível destacar que S. nivaloides provavelmente absorveu de forma seletiva algumas formas inorgânicas de P fornecidas por poeira rica em P depositada na superfície da neve. Células de S. nivaloides poderiam manter fosforilações no estroma do cloroplasto, de acordo com a preservação da atividade fotossintética. O método apresentado, portanto, pode superar as limitações atuais do ToF-SIMS para imagem subcelular e contribuir para a compreensão de questões-chave como a homeostase de P e outros processos fisiológicos celulares.