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2016年1月24日 (日)

生きた状態での生物の高解像度電子顕微鏡観察に成功

平成25年4月16日
科学技術振興機構(JST)
浜松医科大学
東北大学 原子分子材料科学高等研究機構
(AIMR)
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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ポイント
 
○生物は多様な環境に対応するために
 細胞外物質(機能性膜)で覆われて
 いる。
 
○細胞外物質やそれを模倣した薄い液膜
 に電子線などを照射することで、
 高真空中でも蒸発を防ぐ、より強力な
 「ナノ重合膜(ナノスーツ)」を発明。
 
○生きた状態のままで、電子顕微鏡による
 微細構造観察が実現可能になった。
 
 
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 JST 課題達成型基礎研究の一環
として、浜松医科大学の針山 孝彦 教授
は、東北大学 原子分子材料科学高等研究
機構の下村 政嗣 教授らと共同で、
高真空下でも生命を保護できる生体適合性
プラズマ重合注1)膜を発明し、
生きたままの状態で生物の高解像度な
電子顕微鏡観察に成功しました。
 
 生物の体表は、多様な環境に対応す
ために細胞外物質(ECS)注2)で
覆われています。
 
 しかし、電子顕微鏡観察で行われる
高真空下のような極限状態では、
細胞外物質は内部の物質の放出を抑制する
ことができず、体積が収縮し表面微細構造
は大きく変形してしまいます。
 
 そこで、できるだけ生きた状態に近い
微細構造を観察するため、これまでは
化学固定や試料の乾燥、金属蒸着などの
表面ハードコーティング処理を行い、
死んだ試料を観察していました。
 
 本研究グループは、ショウジョウバエや
ハチの幼虫など一部の生物がもつ
細胞外物質に電子線またはプラズマを照射
することで、高真空下でも生物内部に
含まれる気体や液体が奪われることを防ぐ
ナノ重合膜(ナノスーツ)が形成される
ことを明らかにしました(図1)。
 
 さらに、その細胞外物質に類似した
化学物質を塗布してナノスーツを形成
させると、生きたままで高分解能な
電子顕微鏡観察
(動画1、動画2、動画3)が可能に
なりました。
 
 今後は、これまで観察していた
死んだ生物の微細構造ではなく、
さまざまな生物を生きた状態で
本来の微細構造や運動を直接観察
できるようになり、生物のもつ未知の
生命現象や行動の解明が期待されます。
 
 本研究成果は、米国科学雑誌
「米国科学アカデミー紀要(PNAS)」
のオンライン速報版で
2013年4月15日の週
(米国東部時間)に公開されます。
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>生きた状態のままで、電子顕微鏡
>による微細構造観察が実現可能に
>なった。
 素晴らしいですね。
 
 信じられません。
 動画スゴイです。
 
>本手法を注意深く用い、多様な生物の
>生きた状態での微小領域での
>高分解能電子顕微鏡観察により、
>数多くの機能や微細構造を
>解明できれば、生物学、農学や医学
>などの生命科学分野での発展
>のみならず、生物模倣技術を
>はじめとする「ものづくり」の分野への
>著しい発展に大きく貢献するものと
>期待されます。
 
 大いに期待したい。
 今後の発展が楽しみです。

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