2015 Fiscal Year Annual Research Report
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26282128
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
亀井 保博 基礎生物学研究所, 生物機能解析センター, 特任准教授 (70372563)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 補償光学 / 顕微鏡 / レーザー / in vivo / 温度計測 / 蛍光タンパク質 / 遺伝子発現 / 細胞内温度計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生物学研究におけるより深部の観察と高解像度の要求は増々大きくなっているが、それに応えるためには現在の顕微鏡開発コンセプト（サンプルは薄く理想的な光学特性を持つ）を根本から変え、生体内部には屈折率（便宜的に屈折率と記載するが、散乱、干渉なども要因）の異なる物質が存在する事を前提にしてそれを「補償」する光学設計が必要となる。また一方で、観察主体の顕微鏡から、生体内部の細胞を「光で操作する」技術も生み出され、今後この方面でも深部操作への要求が高まっている。本研究課題では、光で細胞を操作する技術の１つである局所遺伝子発現顕微鏡（IR-LEGO）法に、補償光学系を導入して、生体深部の細胞操作の効率を改善することを目的に、補償光学導入による入射レーザー光の集光改善光学系と、集光改善を評価する温度計測技術の確立を目指し研究を進めてきた。本年度は、特に集光改善評価用の生体内温度計測法の開発を進めた。大阪大学の中野雅裕博士らと開発した温度計測プローブを発現可能なコンストラクトからmRNAを合成し、実際に生きた個体（メダカ胚）にインジェクションして発現させ、レシオメトリックによる温度計測が可能であることを実証した。この温度プローブは５℃から５０℃までの広範囲の温度域で計測が可能であり、哺乳類培養細胞だけでなく、変温動物であるメダカ等でも使用可能である（論文投稿中）。この個体に赤外レーザー集光させて温度上昇も確認しており、今後は３次元温度計測を、補償光学系を導入した赤外レーザー照射顕微鏡の集光評価に使用する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
波面センサーの高感度化に関しては外注したソフトの駆動がうまく行えず調整に非常に時間がかかっている。この点では遅れていると考えている。一方で、ソフトの遅れの部分を補完するためにも今年度は温度計測プローブによる赤外光集光評価系の構築に注力した。その結果、実際にメダカ個体（胚）での発現、ならびに、温度計測の実現に至り、論文化（投稿中）まで進めることができ、この点において計画以上に進捗した。これらを総合して「概ね順調に進展している」と評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
広視野１点補償系は波面センサー駆動ソフトウエアの根本的な改善に関して、これまで以上に共同研究先を広げて連携をとって研究を進める。当初の計画では２８年度はスキャンタイプの設計を実施する予定であったが、集中して広視野１点補償系の確立を重点的に行い、論文化を目指す。一方で、集光評価に必要なメダカトランスジェニック系統を確立し、生体内の細胞レベルでの温度計測を進め、同時に植物における温度計測系も開発することで、顕微鏡光学技術と分子生物学技術の融合による新しい顕微鏡技術として多くの生物学研究者に利用して頂ける基盤を確立する。
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| Causes of Carryover |
実験補助として支援員を雇用していたが、期間途中に家庭の事情により退職され、その分を28年度に1名の雇用に追加して、進捗の遅れを取り戻すためにも短期でもう一名雇用するために確保した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
実験補助として支援員を1名雇用する。さらに、短期でもう1名雇用することで、進捗状況を回復させる。
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