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ONE microscopy 发布完整协议，常规荧光显微镜可用于单蛋白形状成像
学术圈重大事件 · 发布 2026-08-12T06:40:00+08:00 · 更新 2026-08-12T06:47:16+08:00
核心结论
Nature Protocols 8 月 11 日发布 one-step nanoscale expansion microscopy（ONE microscopy）标准流程，将样品物理膨胀与基于荧光波动的超分辨分析结合，在常规荧光显微镜上观察单个蛋白形状。协议覆盖凝胶包埋、标记、膨胀、采集和数据处理，并配套 ONEpy 软件，适用于纯化蛋白、细胞和组织。它降低了分子级成像的设备门槛，但固定、膨胀与计算重建可能引入形变，所谓亚纳米分辨率需依赖校准和重复性评估。
Nature Protocols 8 月 11 日发表哥廷根大学医学中心等团队的 ONE microscopy 操作协议。这项技术的研究版结果已在 2025 年 Nature Biotechnology 论文中展示；此次更新的新闻点不是再次宣布概念，而是把实验拆成可复现步骤并提供稳定软件。传统光学显微镜受衍射极限约束，冷冻电镜虽能进入分子尺度，却设备昂贵、样品制备复杂；膨胀显微镜通过让样品在聚合物凝胶中均匀放大，物理拉开相邻荧光标记。
ONE microscopy 进一步把一次纳米级膨胀与超分辨径向波动、时间径向自相关波动分析结合，从多个采集帧中的亮度涨落重建结构。新协议给出凝胶包埋、分子锚定与标记、消化和膨胀、常规荧光图像采集以及计算分析的连续流程，面向纯化蛋白、培养细胞和组织。论文称该组合可在复杂细胞网络中达到纳米乃至特定校准下的亚纳米定位表现，最突出的用途是直接分辨单个蛋白的形状，而非依赖大量粒子平均。
团队同时介绍 ONEpy 插件与源代码，并给出 GitHub 地址，以减少实验室自行拼接波动算法的门槛。对细胞生物学、病理和结构生物学团队而言，潜在价值在于利用现有荧光平台，把蛋白身份标记和形状信息放在同一张图中；这可能适合筛查构象变化、定位蛋白复合体或在组织背景中选择后续电镜目标。协议化也便于不同实验室比较膨胀倍数、标记密度和重建参数。
不过，它不是冷冻电镜的直接替代。样品必须固定并经历化学锚定、凝胶化和膨胀，抗体或探针本身带来连接误差；膨胀不均和过低标记密度会改变形状，波动重建也可能放大噪声或产生算法伪影。论文的“亚纳米”描述应理解为特定样品、标记和分析条件下的分辨/定位能力，而非所有组织都能稳定获得原子结构。后续关键是盲样、跨实验室复现、标准参考物和 ONEpy 代码长期维护。
信息来源
可信度说明
来源为 Nature Protocols 同行评议协议、前序 Nature Biotechnology 研究及公开软件地址，流程范围和适用样品可在论文页核验。正文部分受订阅展示限制，当前不能独立复算全部性能；膨胀、标记和算法均可能引入误差，亚纳米指标不能泛化为任意样品的原子级成像。
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