ポイント
- 光学顕微鏡観察中の細胞を、任意のタイミングかつ、ミリ秒（1000分の1秒）レベルの時間精度で凍結固定し、その瞬間の細胞状態を観察できる新たなクライオ光学顕微鏡技術を開発。
- これまでの細胞動態観察では、素早い細胞の動きを正確に捉えるために露光時間を短くすると、得られる光信号量が減少し、物質量の変化の正確な測定や細部までの詳細な観察が難しくなることが課題でした。
- カルシウムイオンの伝搬やオルガネラ（細胞内小器官）の動きなどの細胞動態を観察しながら瞬時に“止め”、十分に時間をかけて定量性の高い観察や、超解像顕微鏡による3次元観察などが可能に。
- 時間の経過とともにダイナミックに分布や状態が変化する細胞の生命現象や細胞応答などを、高い定量性かつ高空間分解能で可視化する手段として、生命科学・医学分野への幅広い研究に応用が期待。
大阪大学 大学院工学研究科の大学院生の辻 康介 さん（博士後期課程）、山中 真仁 特任准教授（常勤）、藤田 克昌 教授、同 先導的学際研究機構の熊本 康昭 准教授らの研究グループは、同 免疫学フロンティア研究センターのNicholas I. Smith 准教授、同 産業科学研究所の永井 健治 教授、京都府立医科大学の原田 義規 教授、田中 秀央 特任教授、アメリカ・ハワード・ヒューズ医学研究所のMeng C. Wang 博士、Zhiheng Yu 博士、ドイツ・イエナ大学のRainer Heintzmann 教授らと共同で、光学顕微鏡で観察中の細胞を、任意のタイミングかつミリ秒レベルの時間精度で凍結固定し、そのまま詳細に観察できる技術「時間決定型クライオ光学顕微鏡法（Time-deterministic cryo-optical microscopy）」の開発に成功しました。本技術は、凍結固定の直前まで細胞内で「どのような現象がどの場所で起きていたか」という細胞動態に関する時空間情報を把握しつつ、細胞動態の「ある瞬間」の状態を高い定量性かつ空間分解能で可視化するもので、光学顕微鏡による生体試料観察を基盤とする生命科学・医学分野の研究への幅広い応用、貢献が期待されます。
本研究成果は、国際学術誌「Light：Science＆Applications」に、2025年8月23日（日本時間）付で公開されました。
本研究は、科学技術振興機構（JST） 戦略的創造研究推進事業 CREST（多細胞間での時空間的相互作用の理解を目指した定量的解析基盤の創出） 研究課題名「多細胞の包括的分子イメージング技術基盤の構築」研究（JPMJCR1925）、同 共創の場形成支援プログラム（COI-NEXT）「フォトニクス生命工学研究開発拠点」研究（JPMJPF2009）、同 次世代研究者挑戦的研究プログラム（SPRING）「学際融合を推進し社会実装を担う次世代挑戦的研究者育成プロジェクト」（JPMJSP2138）の一環として行われました。
＜プレスリリース資料＞
- 本文 PDF（934KB）
＜論文タイトル＞
- “Time-deterministic cryo-optical microscopy”
- DOI：10.1038/s41377-025-01941-8
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