مقاله شکل دادن یک کانون ناپایدار نور برای فعال‌سازی‌های اپتوژنتیکی با وضوح فضایی بالا در سلول‌های زنده

چکیده

Confining light illumination in the three dimensions of space is a challenge for various applications. Among these, optogenetic methods developed for live experiments in cell biology would benefit from such a localized illumination as it would improve the spatial resolution of diffusive photosensitive proteins leading to spatially constrained biological responses in specific subcellular organelles. Here, we describe a method to create and move a focused evanescent spot across the field of view of a high numerical aperture microscope objective, using a digital micro-mirror device (DMD). We show that, after correcting the optical aberrations, light is confined within a spot of sub-micron lateral size and $\sim$100~nm axial depth, resulting in a volume of illumination drastically smaller than the one generated by a standard propagative focus. This evanescent focus is sufficient to induce a more intense and localized recruitment compared to a propagative focus on the optogenetic system CRY2-CIBN, improving the resolution of its pattern of activation.

چکیده به فارسی (ترجمه ماشینی)

محدود کردن نور در سه بعد فضا یک چالش برای برنامه های مختلف است.در میان اینها ، روشهای اپتوژنتیک ایجاد شده برای آزمایشات زنده در زیست شناسی سلولی از چنین روشنایی موضعی بهره مند می شوند زیرا این امر باعث بهبود وضوح مکانی پروتئین های حساس به عکس می شود که منجر به پاسخ های بیولوژیکی محدود شده در اندامک های درون سلولی می شود.در اینجا ، ما روشی را برای ایجاد و جابجایی یک نقطه فرسوده متمرکز در زمینه نمای یک هدف میکروسکوپ دیافراگم عددی بالا ، با استفاده از یک دستگاه میکرو آینه دیجیتال (DMD) توصیف می کنیم.ما نشان می دهیم که ، پس از تصحیح ناهنجاری های نوری ، نور در یک نقطه از اندازه جانبی زیر میکرون و عمق محوری 100 $ $ $ nm محدود می شود و در نتیجه حجم روشنایی به طرز چشمگیری کوچکتر از آن است که توسط یک تمرکز تبلیغاتی استاندارد ایجاد می شود.این تمرکز Evanescent برای القاء استخدام شدیدتر و موضعی در مقایسه با تمرکز تکثیر بر سیستم نوری CRY2-CIBN ، و بهبود وضوح الگوی فعال سازی آن کافی است.