３次元分子配向観察法の開発と細胞内微細構造ダイナミクス研究への応用

真核生物細胞の生命活動を担うオルガネラなどの様々な細胞内微細構造は、光学顕微鏡の解像度よりもはるかに細かい内部構造を持つ。近年の超解像顕微鏡法の開発により、これらの内部構造が生きた細胞で観察できるようになった。その中で立ち遅れているのは、ナノスケールの分子構造変化やその時系列ダイナミクスを生細胞で観察する技術である。本研究の目的は、タンパク質の構造変化を３次元で、生きた細胞の中で観察する超解像顕微鏡法の開発である。本研究では、偏光光学系とデジタル画像解析によって、蛍光標識されたタンパク質の３次元方向とその時間変化を生きた細胞内で観察する顕微鏡システムを開発する。本年度は、前年度までに確立した分子配向観察用ライトシート蛍光顕微鏡システムを、個体丸ごと観察に適用するための試料操作法および３次元画像取得法の確立を目指した。In vivoの生体まるごと観察に適した孵化後1-2週間のメダカ稚魚や、成体でも全長が10ミリ程度のダニオネラをモデルとして、個体全体の３次元観察するための生体保持法および３次元断層撮影のためのスキャニングシステムの開発を試みた。肉薄のフッ素樹脂チューブ内に封入した観察個体をピエゾアクチュエーターで観察光軸方向に高速で繰り返しスキャンすることにより、個体内組織の細胞内構造を３次元観察する。観察個体の保持方法、スキャニング速度およびスキャン幅の最適化を進める。

真核生物細胞の生命活動を担うオルガネラなどの様々な細胞内微細構造は、光学顕微鏡の解像度よりもはるかに細かい内部構造を持つ。近年の超解像顕微鏡法の開発により、これらの内部構造が生きた細胞で観察できるようになった。その中で立ち遅れているのは、ナノスケールの分子構造変化やその時系列ダイナミクスを生細胞で観察する技術である。本研究の目的は、タンパク質の構造変化を３次元で、生きた細胞の中で観察する超解像顕微鏡法の開発である。本研究では、偏光光学系とデジタル画像解析によって、蛍光標識されたタンパク質の３次元方向とその時間変化を生きた細胞内で観察する顕微鏡システムを開発する。本年度は、前年度までに確立した分子配向観察用ライトシート蛍光顕微鏡システムを、個体丸ごと観察に適用するための試料操作法および３次元画像取得法の確立を目指した。In vivoの生体まるごと観察に適した孵化後1-2週間のメダカ稚魚や、成体でも全長が10ミリ程度のダニオネラをモデルとして、個体全体の３次元観察するための生体保持法および３次元断層撮影のためのスキャニングシステムの開発を試みた。肉薄のフッ素樹脂チューブ内に封入した観察個体をピエゾアクチュエーターで観察光軸方向に高速で繰り返しスキャンすることにより、個体内組織の細胞内構造を３次元観察する。観察個体の保持方法、スキャニング速度およびスキャン幅の最適化を進める。