客观日本

京都大学开发出可拍摄高精细图像的新显微镜技术

2015年09月29日 化学材料

近日,由京都大学研究生院医学研究科的木内泰副教授及研究生院生命科学研究科的渡边直树教授等人组成的研究团队,开发出一种新的显微镜技术IRIS(Image Reconstruction by Integrating exchangeable Single-molecule localization),它可以用荧光分子对多种目标蛋白质进行标注区分,并将其以高精细的图像显示出来。该技术超越现有技术,能够使相互缠绕复杂多样的蛋白质可视化,这将有助于今后的细胞研究以及病理诊断。

近年来, 研究者们开发出一种称作“超解像显微镜法”的显微镜使用技术,它凭借比光学显微镜的极限(~200纳米,1纳米=十亿分之一米)还要小一位数的识别能力,可以观察到蛋白质的分布。但是该技术存在的问题是,画像未必能正确地反映蛋白质的分布,很难对多种蛋白质标注区分而只对同一细胞进行观察。

IRIS利用可与目标蛋白质在短时间内进行反复结合与分解的荧光蛋白质,在它与目标蛋白质结合而发光的瞬间拍摄多张图像,然后进行合成。因此,通过增加拍摄张数,可以获得结合度较高的高精细图像。此外 ,通过依次冲洗掉荧光蛋白质,替换其他的荧光蛋白质,可以标注区分多个标靶,理论上可观察的目标种类没有上限。

实际利用IRIS进行细胞观察发现,可识别的最小单位达到23纳米,不逊色于识别能力最高的“超解像显微镜法”。实验所拍摄的高精细图像可同时呈现相当于细胞骨骼的肌动蛋白纤维、微小管、中间纤维和维系细胞间隙的桥粒,证明其辨识度已超过以往的“超解像显微镜法”。

研究团队表示,根据IRIS的特点,有望将其发展为通过长时间拍摄形成3D图像的超解像显微镜,或是能够提高荧光分子结合位置测定精准度的超级超解像显微镜。

京都大学开发出可拍摄高精细图像的新显微镜技术

利用IRIS拍摄的细胞蛋白纤维与桥粒的图像(右图为左图白框区域的放大图)

新闻链接
http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2015/documents/150707_1/01.pdf

文/CRCC编辑部 图/新闻原文

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