シャッター速度世界一の超解像蛍光顕微鏡を開発

シャッター速度世界一の超解像蛍光顕微鏡

を開発

－ 生きた細胞内で動く微細構造の観察に

成功 －

2015年4月15日

理化学研究所

詳細は、リンクを参照して下さい。

---------------------------------------

　理化学研究所（理研）生命システム研究

センター細胞極性統御研究チームの

岡田康志チームリーダーは、

オリンパス株式会社と共同で、世界最高の

シャッター速度で、生きた細胞内の

微細構造の観察ができる超解像蛍光顕微鏡

[1]を開発しました。

　超解像蛍光顕微鏡は、生命科学の研究を

大きく進歩させる画期的な発明として

2014年のノーベル化学賞を受賞しました。

　しかし、これまでの超解像蛍光顕微鏡

は、1枚の画像を作成するために

数秒～数分以上の撮影時間が必要で、

生きた細胞の中で動くものを観察する

「ライブセル・イメージング」に用いる

には時間分解能不足という問題が

ありました。

　共同研究グループは、超解像蛍光顕微鏡

のシャッター速度を従来の100倍高速化

（1/100秒の時間分解能）することを

目指しました。

　超解像蛍光顕微鏡の原理を一から再検討

した結果、縞（しま）模様を描いた円盤を

高速回転させて、これを通して撮影する

という極めて単純な方法で、より高速に

撮影できる超解像蛍光顕微鏡が実現できる

ことを理論的に証明しました。

　スピニングディスク顕微鏡[2]として

生命科学の研究に広く使われている

共焦点顕微鏡[3]と類似した原理で、

超解像蛍光顕微鏡に適用できます。

　既存のスピニングディスク顕微鏡の

円盤部分を新開発したものと交換し、

さらに、カメラや照明用レーザーなどを

改良した結果、従来の光学顕微鏡の

分解能限界の2倍に相当する約100nm

（ナノメートル：1ナノメートルは100万分

の1mm）の空間分解能を得ました。

　また、1秒間に100コマ、1/100秒の

シャッター速度で細胞内の微細構造が動く

様子の撮影に成功しました。

　エイズウイルスやインフルエンザ

ウイルスなど多くのウイルスの大きさは

100nm程度で、従来の光学顕微鏡では

観察できませんでした。

　開発した顕微鏡を用いれば、ウイルスの

感染や増殖の様子を直接見ることが可能と

なり、疾患の理解や治療法の開発に

つながると期待できます。

　本研究は、文部科学省科学研究費補助金

新学術領域研究「蛍光生体イメージング」

などの助成により行われ、成果は米国細胞

生物学会の学会誌『Molecular Biology of

the Cell』（5月1日号）に掲載されるのに

先立ち、速報版がオンライン

（2月25日付け）で公開されました。

---------------------------------------

＞縞（しま）模様を描いた円盤を高速回転

＞させて、これを通して撮影するという

＞極めて単純な方法で、より高速に撮影

＞できる超解像蛍光顕微鏡が実現できる

＞ことを理論的に証明しました。

　素晴らしい。

＞本顕微鏡法は、すでに生命科学研究の

＞分野で国内外広く用いられている

＞スピニングディスク顕微鏡の改良である

＞ため、他の超解像蛍光顕微鏡に比べて

＞導入は容易です。

＞また、本顕微鏡法の原理を発展させる

＞ことで、他の共焦点顕微鏡法への適用

＞も原理的に可能と考えられます。

＞本研究は、オリンパス株式会社との

＞共同研究開発です。

＞同社を通じて速やかに製品化され、

＞世界中に普及することを期待して

＞います。

　世界中に普及出来ると良いですね。

　期待しています。