生物通报道：《冷泉港实验室实验方案》（Cold Spring Harbor Protocols）是由著名的冷泉港实验室出版的生命科学领域重要期刊，是研究人员不可或缺的研究参考资料。近期著名的华裔科学家庄小威教授接连在这份期刊上发表三篇文章，介绍了随机光学重建显微镜（stochastic optical reconstruction microscopy, STORM）技术三个方面的应用情况。庄小威（Xiaowei Zhuang）教授早年毕业于中国科技大学少年班，34岁的时候就成为了哈佛大学正教授，并入选了去年公布的84位新晋美国科学院院士名单，她的当选刷新了*年轻美国科学院华人院士的纪录，可谓是传奇式人物。
STORM技术是庄小威等人于2005年研发出的一种能够几百次地反复在各种颜色的光照下使用的，驱动为荧光态和暗态的发光分子团，从而得到了比传统光学显微镜高10倍以上分辨率的显微技术。利用这种技术，能表现组织或细胞更加细微的结构。STORM技术改进
相比于光学显微技术由于受到衍射极限的限制，分辨率通常为几百个纳米左右，STORM采用光转换荧光探针，在时间上分离相互重叠发光的荧光分子，然后重构得到高分辨率图像。应用这一想法，分子复合物，细胞及组织的二维，三维多色荧光成像的分辨率可达到数十纳米。这一技术可以记录纳米尺度的细胞内分子间相互作用及组织内细胞间的相互作用。此前庄小威研究组对这一技术进行了改进，他们将散光成像（astigmatism imaging）与双物镜构架相结合，提高了随机光学重建显微镜STORM的成像分辨率，在生物成像中获得了小于10纳米的横向分辨率，以及小于20纳米的纵向分辨率。
通过这种方法，研究人员对细胞中的微丝进行了成像，揭示了这种重要细胞骨架的超微结构——微丝是由肌动蛋白（Actin）组成的直径约为7nm的纤维结构。从这一结构中，研究人员观察到在片状细胞突起中，有两个不同结构组织，垂直分层的肌动蛋白网络。这对于进一步解析微丝结构功能具有重要意义。
STORM技术剖析细胞骨架动态
今年年初，庄小威等人充分利用STORM技术方面的优势，分析了神经细胞中肌动蛋白，血影收缩蛋白（spectrin） 等相关蛋白的组织结构，提出了新假说。研究人员先把荧光团连接到一个可以设计成依次连接许多种生物分子的抗体上，然后把连接了荧光团的生物样本曝露在变波长的连续闪光下，分别激发不同子集的荧光团。得到许多不同子集的荧光团发光的图像后，再把这些图像合成一张能够清晰分辨荧光团的图。　
利用这种技术，研究人员发现肌动蛋白形成了环状结构，缠绕在神经轴突的外周，沿着轴突中心均匀的分布，缠绕间隔为~180-190nm。而且这种有规律的结构并不会出现在树突上，沿着树突出现的是长肌动蛋白丝。此外研究人员还在这种肌动蛋白环状结构旁发现了一种称为Adducin的肌动蛋白帽蛋白，这是一种新近发现的细胞膜骨架蛋白，含有多个功能位点，参与细胞膜骨架网状结构的构建、细胞信号转导和细胞膜离子转运等。
FISH-STORM技术研究人员将荧光原位杂交（FISH）和STORM结合起来，以了解细菌和古细菌如何将DNA转录成RNA，并翻译成蛋白质。利用这种方法，他们定位了大肠杆菌细胞中的核糖体1，首先利用FISH来标记核糖体RNA上的特定序列，并通过STORM对样品成像。
到目前为止，原核生物的研究还很有限，因为许多方法无法分析未培养的微生物。通过FISH-STORM方法，研究人员可使用针对环境样品中不同微生物分类群的RNA探针，研究核糖体差异。当然，FISH-STORM也不是一种钓取生物分子的方法。美国威斯康辛大学麦迪逊分校的Bakshi就使用一种称为点画法（pointillism）的技术来开展低于衍射极限的成像。有了这种技术，他反复定位出多个分子，构建出一幅细胞图像。这需要能够打开和关闭的标记，但分辨率达20-30 nm。与FISH相比，Bakshi的方法可用于活细胞成像。                                   来源：生物通