阪大ら,生体内部が見える超解像顕微法を開発

大阪大学と独イエナ大学は,生体内部を観察できる新たな超解像顕微法を開発することに成功した(ニュースリリース)。

超解像顕微法は高い解像度で生体を観察するのに有効。中でも縞状の光を照明して空間分解能を向上させる構造化照明顕微鏡(SIM)は,これを利用する生物,医,薬学の幅広い研究に役立ち,顕微観察技術の進展にも貢献する。

研究グループは,観察用対物レンズの焦点よりも薄いシート状の照明と,発光状態のon/offを切り替え可能な光スイッチング蛍光タンパク質を用いて,選択的に発光する領域を限定することで生体内部における背景光の発生を抑制することに成功した。

さらに,限定した発光領域に縞状の光を照明し蛍光を検出することで生体内部を超解像観察可能なシートアクティベーション型構造化照明顕微法(SPA-SIM)を開発した。実験では,開発した顕微法を用いて生きた細胞の3D観察を行ない,従来法では背景光が重なり見えづらい構造が明瞭に観察できるようになったことを確認した。

さらに従来法では観察が難しかった細胞スフェロイドの内部構造を超解像観察することに成功した。また,開発した顕微法は観察面内方向に140nm,奥行き方向に300nmという三次元的に高い空間分解能を有することを理論,実験的に確認した。

この成果により,従来の超解像顕微法の利用が及ばなかった生体内部の観察が可能となった。これは顕微観察技術の進展において重要なマイルストーンだとする。

また近年,細胞スフェロイドやオルガノイドと いった3D多細胞組織が生体発生や,疾患の原因究明,また生体の薬剤応答の観察といった幅広い分野の研究において関心を集めているが,詳細な空間分布を観察することは困難だった。

この研究はこれらを高い空間分解能で生きたまま観察可能で,これまで見ることができなかった現象を明らかにできる新たな技術となることが期待されるものだとしている。

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