我们的大脑包含数百万个突触——这些连接在神经元之间传递信息。这些突触中有数百种不同的蛋白质，这些蛋白质的功能障碍将导致精神分裂症和自闭症等疾病。

麻省理工学院、哈佛大学和麻省理工学院的研究人员现在设计了一种新方法，以高分辨率快速成像这些突触蛋白。使用荧光核酸探针，他们可以标记和成像无数不同的蛋白质。他们在一项新的研究中展示了这项技术，在这项研究中，他们对包含数千个突触的细胞样本中的12种蛋白质进行了成像。

多重成像非常重要，因为即使在同一个大脑中，突触和细胞之间也有很大的差异。你真的需要同时看样本中的蛋白质，这样才能知道不同突触的子集是什么，发现新的突触，了解基因变异是如何影响它们的。研究人员计划在下一步使用这项技术来研究当突触阻止特定疾病相关基因的表达时会发生什么，希望开发出可以逆转这些影响的新疗法。

博德研究所斯坦利精神病学研究中心的转化研究主任巴斯和杰夫科特雷尔是这项研究的高级作者，这项研究今天发表在《自然通讯》上。这篇论文的主要作者是前博士后Syuan-Ming Ming和Remi Veneziano，前研究生Simon Simon Gordonov和前研究科学家Li Li。DNA成像

突触蛋白有许多功能。其中许多有助于突触支架的形成，这些支架与神经递质的分泌和传入信号的处理有关。虽然突触含有数百种这种蛋白质，但传统荧光显微镜技术仅限于一次成像最多四种蛋白质。

为了增加这一数字，麻省理工学院的团队基于一种名为DNA PAINT的现有方法开发了一种新技术。使用这种最初由马克斯普朗克生物化学研究所的Ralf Jungmann设计的方法，研究人员使用DNA抗体探针来标记蛋白质或其他感兴趣的分子。然后，他们通过传递与DNA抗体探针结合的荧光DNA“寡核苷酸”对每个蛋白质进行成像。

DNA链之间的固有亲和力很低，所以它们会周期性地结合和解结合，闪烁的荧光可以用超高分辨率显微镜成像。然而，对每个蛋白质成像需要大约半个小时，因此不可能对大样本中的许多蛋白质成像。

Bathe和他的同事开始创造一种更快的方法，以便他们可以在短时间内分析大量样本。为了实现这一目标，他们改变了DNA染料成像探针，使其能够利用所谓的锁定核酸更紧密地与DNA抗体结合。这样会产生更亮的信号，所以可以更快的完成成像，但是分辨率略低。