En Nobelpristagares användning av Holomonitor M4 (Nu är det skarpt läge)

I senaste numret av tidskriften Chemistry: A European Journal har 11 forskare publicerat en artikel.
Tidskriften, som även finns i nätversion, ges ut av ChemPubSoc Europe som är en sammanslutning av 16 olika organisationer/forskargrupper i Europa.
"Based in Europe Chemistry—A European Journal provides an excellent platform for increasing the visibility of European chemistry as well as for featuring the best research from authors from around the world."

Man beskriver kriterierna för dessa 16 grupper såhär:
- The participating societies share a commitment to scientific excellence, to publishing ethics, and to the highest standards in publication, which are the basis for the success of the ChemPubSoc Europe journals.
Här kan man se organisationerna.Participating Societies


Artikeln man offentliggör är ett resultat av ett samarbete mellan ett flertal institut.
Nobelpristagaren Stefan W Hell är medförfattare till denna artikel.
Han är förmodligen forskningsledaren i denna grupp av Doktorer och Professorer.
Det är alltså forskning på allra högsta nivå vi pratar om här.

Artikeln är benämnd (klickbar):

Hydroxylated Fluorescent Dyes for Live-Cell Labeling: Synthesis, Spectra and Super-Resolution STED

Ämnet i denna forskning beskriver man såhär:

Abstract

Hydroxylated rhodamines, carbopyronines, silico- and germanorhodamines with absorption maxima in the range of 530–640 nm were prepared and applied in specific labeling of living cells. The direct and high-yielding entry to germa- and silaxanthones tolerates the presence of protected heteroatoms and may be considered for the syntheses of various sila- and germafluoresceins, as well as -rhodols. Application in stimulated emission depletion (STED) fluorescence microscopy revealed a resolution of 50–75 nm in one- and two-color imaging of vimentin-HaloTag fused protein and native tubulin. The established structure–property relationships allow for prediction of the spectral properties and the positions of spirolactone/zwitterion equilibria for the new analogues of rhodamines, carbo-, silico-, and germanorhodamines using simple additive schemes.

Jag avstår från att ge mig in på att försöka tolka innehållet i deras forskning.
Det är på nivå Nobelpristagares vokabulär och område. (Rapporten på detaljnivå)
Men av sammanhanget tror jag mig förstå att det handlar om celler ner till molekyler och deras reaktion och påverkan av infärgning vid observationer.

Stefan W Hell m grupp, som köpte sin första Holomonitor M4 för 1 år sen, har nu använt den i sin forskning och publicerar resultat av densamma.
(Forskargrupp under ledning av Nobelpristagare köper HoloMonitor)

Från rapporten:
"Using so-called holographic microscopy, we have monitored cell morphology and proliferation of living S2 cells with the constant presence of 580R and 640SiRH in the media over 12–16 hours and observed normal cell division (Figure 4) with proper staining of the kinetochore proteins, verified with fluorescence microscopy. Therefore, we conclude that the presence of the protein tags as well as the staining with our dye conjugates does not negatively affect cell viability."

Figure 4.

An example of normal cell division (2 min between images) in the presence of 640SiRH bound to CID-SNAP and 580R bound to CAL1-Halo after incubation with 0.4 μm 580R-Halo[1a] (4 h) followed by addition of 0.4 μm 640SiRH-BG and imaging for 12 h. Cell viability in the presence of dyes in the centromeres was verified by measuring cell morphology of Drosophila S2 cells using a holographic microscope (Holomonitor M4).

Resultat och sammanfattning från denna forskning skriver man enligt följande:

 In conclusion, the proposed cell- and nucleus-permeant fluorescent dyes allow flexible single- and dual-color labeling in living cells. In STED imaging with de-excitation at 775 nm, several dye pairs have been validated (575RH and 635GeRH, 610CP and 640SiRH, and 580R and 640SiRH). The improved synthetic approach to silico- and germanorhodamines has been developed, and the new dyes 640SiRH, GeR and 635GeRH as conjugates with docetaxel offer direct and specific visualization of native tubulin filaments in non-transfected cells. Hydroxylation of fluorophores, especially of lipophilic rhodamines, improves the staining quality at the cost of the necessity to use higher dye loadings. In sub-micromolar concentrations used for imaging, the dyes of the present study show no evidence of cytotoxicity. The design of future dye analogues can be streamlined with accumulation of photophysical data and estimation of properties of the new candidates using simple additive schemes. The degree of predictive precision achieved by using the measured values for the known structural analogues is higher than the accuracy provided by the present-day computational methods (DFT, TD-DFT), especially for the red-emitting fluorophores.[18] Further increasing of the spectral and structural variety of cell-permeant fluorophores will contribute to the design of new experiments in life sciences, including those with more sophisticated multiple color channel separation techniques, such as fluorescence lifetime imaging and hyperspectral detection.

För att förstå vidden,omfattningen och förmodligen även betydelsen av denna rapport klistrar jag in slutklämmen:

Acknowledgements

We thank J. Bienert (MPIBPC), Dr. H. Frauendorf, Dr. M. John and co-workers (Institut für Organische und Biomolekulare Chemie, Georg-August-Universität, Göttingen, Germany) for recording spectra; Prof. Z. Novák (Eötvös University, Budapest, Hungary) for the gift of trifluoroethyliodonium salt; J. Schimpfhauser and J. Seikowski (MPIBPC) for assistance with the synthesis; Dr. E. Rothermel and T. Gilat (MPIBPC) for the preparation and immunolabeling of cells; Dr. I. Chung, C. Bauer and PD Dr. K. Rippe (Genome Organization and Function, DKFZ) for the U2OS cells used for the nuclear staining and for cloning the TRF2-SNAP and PMLIII-Halo fusion constructs; Dr. A.-L. Pauleau and Prof. S. Erhardt (Zentrum für Molekulare Biologie der Universität Heidelberg, ZMBH) for the Drosophila S2 cells stably expressing CID-SNAP and CAL1-Halo fusion proteins; Dr. A. Giske (LEICA Microsystems, Germany) for testing 560CP dye with 660 nm STED laser. S.W.H., A.N.B. and H.S. acknowledge a grant from the Bundesministerium für Bildung und Forschung (FKZ 13N14122). This work was also supported by the Netherlands Organisation for Scientific Research (NWO; grant number 680-50-1501 to R.V.) and EMBO (grant number ALTF 1516–2015 to R.V.).

Min kommentar
Denna rapport är av dignitet. Inte bara för att en Nobelpristagare står bakom den och därigenom kommer bli internationellt uppmärksammad. Resultaten i forskningen är som jag tolkar det huruvida infärgning av olika typer påverkar celler och deras möjlighet att bli observerbara i forskningen.
För att kontrollera effekt och möjlighet att fortsätta observera använde man sig av PHI,s Holomonitor.
Jag dristar mig till att kalla Holomonitorns användande i denna studie som ett Referensverktyg.
Det är dignitet med stort D.
Rapportens betydelse för PHI?
Kan mycket väl vara den viktigaste ur kommersiell synpunkt.
Genombrottet kommer ,enligt mig, denna rapport ha stor bidragande orsak till.

Som en bonus till alla bloggen-läsare bifogar jag Stefan W Hell´s film från rapporten som visar celldelning fångat i en Holomonitor M4.