Imaging of cellular samples has for several hundred years been a way for scientists to investigate biological systems. With the discovery of immunofluorescence labeling in the 1940’s and later genetic fluorescent protein labeling in the 1980’s the most important part in imaging, contrast and specificity, was drastically improved. Eversince, we have seen a increased use of fluorescence imaging in biological research, and the application and tools are constantly being developed further. Specific ion imaging has long been a way to discern signaling events in cell systems. Through use of fluorescent ion reporters, ionic concentrations can be measured inliving cells as result of applied stimuli. Using Ca2+ imaging we have demonstrated that there is a inverse influence by plasma membrane voltage gated calcium channels on angiotensin II type 1 receptor (a protein involved in blood pressure regulation). This has direct implications in treatment of hypertension (high blood pressure),one of the most common serious diseases in the western civilization today with approximately one billion afflicted adults world wide in 2016. Extending from this more lower resolution live cell bioimaging I have moved into super resolution imaging. This thesis includes works on the interpretation of super resolution imaging data of the neuronal Na+, K+ - ATPase α3, a receptor responsible for maintaining cell homeostasis during brain activity. The imaging data is correlated with electrophysiological measurements and computer models to point towards possible artefacts in super resolution imaging that needs to be taken into account when interpreting imaging data. Moreover, I proceeded to develop a software for single-molecule localization microscopy analysis aimed for the wider research community and employ this software to identify expression artifacts in transiently transfected cell systems. In the concluding work super-resultion imaging was used to map out the early steps of the intrinsic apoptotic signaling cascade in space and time. Using superresoultion imaging, I mapped out in intact cells at which time points and at which locations the various proteins involved in apoptotic regulation are activated and interact. / Avbildning av biologiska prover har i flera hundra år varit ett sätt för forskare att undersöka biologiska system. Med utvecklingen av immunofluoresens inmärkn-ing och fluoresens-mikroskopi förbättrades de viktigaste aspekterna av mikroskopi,kontrast och specificitet. Sedan 1941 har vi sett kontinuerligt mer mångsidigt och frekvent användning av fluorosense-mikroskopi i biologisk forskning. Jon-mikroskopi har länge varit en metod att studera signalering i cell-system. Genom användning av fluorosenta jon-sensorer går det att mäta variationer avjon koncentrationer i levande celler som resultat av yttre påverkan. Genom att använda Ca2+ mikroskopi har jag visat att det finns en omvänd koppling mellan kalcium-kanaler i plasma-membran och angiotensin II typ 1 receptorn (ett proteininvolverat i blodtrycksreglering). Detta har direkta implikationer för behandlingav högt blodtryck, en av de mer vanliga sjukdomarna i västvärlden idag med överen miljard drabbade patienter i världen 2016. Efter detta projekt vidgades mitt fokus till att inkludera superupplösnings-mikroskopi. Denna avhandling inkluderar ett arbete fokuserat på tolkningen av superupplösnings-mikroskopi data från neuronal Na+, K+ - ATPase α3, en jon-pump som återställer cellernas jonbalans i samband med cell signalering. Mikroskopi-datan korreleras mot elektrofysiologi experiment och modeller för att illustrera möjliga artefakter i superupplösnings-mikroskopi som måste tas i beaktande i samband med tolkning av data. Jag fortsatte med att utveckla mjukvara för analys av data från singel-molekyl-lokalisations-mikroskopi där fokuset för mjukvaran framförallt varit på användarvänligheten. Detta då jag hoppas att den kommer vara användbar för ett bredare forskingsfält. Mjukvaran användes även i ett separat projekt för att identifiera överuttrycks-artefakter i transfekterade celler. I det avslutande arbetet använder jag superupplösnings-mikroskopi för att karakterisera de tidiga stegen i mitokondriell apoptos. Jag identifierar när och var i cellen de olika proteinerna involverade i apoptos signaleringen är aktiverade och interagerar. / <p>QC 20171003</p>
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-215076 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Bernhem, Kristoffer |
| Publisher | KTH, Tillämpad fysik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Doctoral thesis, comprehensive summary, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-FYS, 0280-316X ; 64 |
Page generated in 0.2285 seconds