Development of highly-biocompatible super-resolution fluorescence polarization imaging

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究の目的は、超解像蛍光偏光イメージング技術を開発し、細胞中の蛍光標識タンパク質複合体の蛍光偏光測定を通して、複合体の配向および秩序化と細胞生理機能との関係を解析するための方法論を確立することである。具体的な実施項目は、(1)低強度照明光による細胞適合性の高い超解像蛍光偏光顕微鏡装置の開発、(2)超解像蛍光偏光顕微鏡観察で得られたデータから試料中の蛍光標識物体の配向と配向秩序を高空間分解能で算出する解析手法開発、そして(3)細胞内のタンパク質複合体の配向および配向秩序解析へ向けた超解像蛍光偏光イメージング技術の応用である。本年度は、我々が開発した高生体適合性超解像顕微鏡であるSPoD-OnSPAN超解像蛍光顕微鏡の改変を行い、試料中の蛍光物体の配向および配向秩序の画像を測定するためのメソッド開発を行った。SPoD-OnSPAN超解像蛍光顕微鏡では、光スイッチング蛍光タンパク質で蛍光標識した細胞試料を観察し、周期的に変化する偏光パターンを有する励起光およびスイッチング光を試料に照射することで、試料が発生する蛍光の周期的変動（蛍光変調）を誘起する。そこで、SPoD-OnSPAN超解像蛍光顕微鏡で蛍光変調を含む蛍光画像時系列を撮影・記録し、次いでフーリエ解析を行うことで試料中の蛍光の強度、変調深度、そして変調位相を算出し、それぞれを画像化する手順の開発を行った。この解析法によって、変調深度画像からは蛍光プローブの配向秩序の空間分布情報、そして変調位相画像からは蛍光プローブの配向方向の空間分布情報を得ることに成功した。