Multi-SIM助力中山大学团队的线虫生殖颗粒研究方向取得关键进展
现存科学问题
真核细胞通过有膜细胞器和无膜生物分子凝聚体（如生殖颗粒）实现高效区室化，以精准调控生化反应。在真核生物中，生殖细胞颗粒（Germ Granules）是调控基因沉默和跨代表观遗传（TEI）的关键结构。已有研究证明线虫（C. elegans）的生殖颗粒由多个亚区室（如P、Z、M和S区室）组成，形成有序的多相凝聚体网络，进一步协调复杂的RNA调控通路。
然而，这些区室如何动态组装并维持空间排列，以及它们如何影响小核糖核酸（sRNA，small RNA）介导的遗传记忆，一直是未解之谜。
Multi-SIM助力研究新发现
2025年3月，中山大学生命科学学院万刚教授课题组在《Nature Structural & Molecular Biology》期刊上发表了最新研究成果“A nuclear pore-anchored condensate enables germ granule organization and transgenerational epigenetic inheritance”。
本文围绕秀丽隐杆线虫的生殖颗粒展开深入研究，发现保守的RNA解旋酶DDX-19在各亚区室的空间排列中发挥关键作用。它界定了一个全新的生殖颗粒区室——D区室，而D区室是由核孔蛋白NPP-14和GLEL-1锚定在外核膜上的。DDX-19、NPP-14 或GLEL-1缺失会导致其他四个生殖颗粒区室形成异常、生殖系永生性丧失以及sRNA介导的跨代表观遗传程序失调等功能缺陷。这些研究结果充分揭示了D区室在生殖颗粒组织和跨代表观遗传过程中所发挥的重要作用。
Muti-SIM的优秀表现
已有研究表明，DDX-19定位于核孔与P区室之间的生殖颗粒区域。
成像结果 1
研究团队运用Multi-SIM结构光超分辨成像技术证实，DDX-19::GFP聚集体定位于PGL-1::mCardinal 标记的P区室附近。
成像结果 2
该团队对表达DDX-19::GFP、TagRFP::ZNFX-1（Z区室的标志蛋白）和PGL-1::mCardinal的线虫进行超分辨荧光成像后，发现了一种空间有序的结构，DDX-19::GFP出现在靠近P区室的位置，而非Z区室。
综合结果
这些成像定位结果结合遗传分析表明，DDX-19位于核孔和生殖颗粒其他亚区室之间，形成一个独立的亚区室，研究团队将这个亚区间命名为D区室。
图注：（a）本研究采用的秀丽隐杆线虫组织示意图，图中红点代表生殖颗粒。（b）使用结构光超分辨照明显微成像系统，对表达特定蛋白质的动物进行荧光成像。
比例尺：5 μm（顶部），1 μm（左下角），0.5 μm（右下角）；所观察线虫数量，n>3。
研究成果总结
Multi-SIM智能超分辨显微镜为研究生殖颗粒的奥秘提供了关键助力。研究人员运用这一技术，对表达特定蛋白质的活体线虫进行荧光成像，清晰捕捉到了DDX-19、PGL-1、ZNFX-1等蛋白在生殖颗粒中的精准定位情况。
借助 Multi-SIM 显微镜的三维超分辨率成像优势，研究人员得以深入微观层面，发现了DDX-19的定位与其他区室间呈现出的空间有序结构，精准确定了D区室位于核孔与P区室之间的位置关系。这种精准超分辨成像技术有力支持了对生殖颗粒各组分定位及相互关系的研究，帮助研究人员更加深入地了解生殖颗粒的组织架构，观察到传统显微镜难以分辨的结构与变化，让研究得以朝着更精准、更深入的方向推进。
关于Multi-SIM
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