2016 Fiscal Year Annual Research Report
幹細胞化過程の高分解能ライブイメージングを可能にする新規補償光学顕微鏡法の確立
| Project/Area Number |
26711010
|
|---|
| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
|---|
Principal Investigator |
玉田 洋介 基礎生物学研究所, 生物進化研究部門, 助教 (50579290)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 補償光学 / ライブイメージング / 顕微鏡 / 画像相関 / 幹細胞 / 植物 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
申請者は、コケ植物ヒメツリガネゴケの幹細胞化過程におけるクロマチン修飾の動態と機能を明らかにするため、クロマチン修飾検出プローブを開発し、幹細胞化過程の単一細胞核ライブイメージングを行ってきた。しかし、細胞内構造体を介した光の乱れにより像が劣化するため、既存の顕微鏡系では必要な解像度が得られないことが明らかとなった。そこで、光の乱れを補正して高解像観察を行う天文技術である補償光学を応用した新規顕微鏡系を確立し、幹細胞化過程の精細なライブイメージングを行うことが本研究の目的である。本年度は、前年度から引き続き、光学研究者である服部雅之博士、光工学研究者である三浦則明博士、天文学研究者である早野裕博士ら、研究協力者の協力のもと、以下の研究を行った。
前年度までに構築した補償光学顕微鏡系を用いて、回折限界に近いサイズの蛍光ビーズを植物細胞や人工試料を通して観察し、波面計測を行うことで、植物細胞がどのように光を乱しているのかについてさらに詳細に解析することができた。その上で、補償光学系を動作させることで、本研究において構築した補償光学系の高い補正精度を実証することができた。また、北見工業大学の三浦則明博士との共同研究によって、生細胞の蛍光像のように広がった光源でも波面計測可能な画像相関法の顕微鏡への適用を進めた。三浦博士が構築したソフトウェア、ハードウェアを、これまでに構築した補償光学顕微鏡系と組み合わせることで、画像相関法による波面計測と補償光学について、生きた植物細胞を用いて動作させることに成功した。
上記の研究に加えて、これまでの研究成果を取りまとめ、「補償光学顕微鏡系の構築とそれを用いた生きた植物細胞のイメージング」「生きた植物細胞の光学特性の解析」「生きた植物細胞を模した人工試料の構築」について、それぞれ論文を執筆中である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初研究目的の一つである、幹細胞化がおきる生きた植物細胞の高解像観察を達成し、さらに画像相関法の導入など先進的な共同研究を進めることができた。その一方で、当初研究計画の３年で国際論文での発表という成果報告までにいたることができず、研究計画を１年延長することとなった。以上のことから、「やや遅れている」とした。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今年度は、三浦博士との共同研究である画像相関法の補償光学顕微鏡系への導入を進め、より高精度の補正を目指す一方、これまでの研究成果の取りまとめに注力する。具体的には、「補償光学顕微鏡系の構築とそれを用いた生きた植物細胞のイメージング」「生きた植物細胞の光学特性の解析」「生きた植物細胞を模した人工試料の構築」について、論文執筆を完了した後、順次投稿する。そして、査読者から求められる可能性のある実験の遂行、論文の改訂、再投稿を行う。それにより、計３報の論文出版を目指す。
|
| Causes of Carryover |
当初研究計画の３年で国際論文での発表までにいたることができず、研究計画を１年延長することとなった。そのため、査読者から求められる可能性のある実験のための消耗品費、論文の改訂方針策定のための共同研究者との研究打ち合わせのための旅費、論文出版のための英文校閲費、論文出版費などに余剰が生じた。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
「物品費」は、査読者から求められる可能性のある実験のための消耗品費、「旅費」は、論文の改訂方針策定のための共同研究者との研究打ち合わせのための旅費、「人件費・謝金」は、成果取りまとめをともに行う光学を専門とする博士研究員の雇用費、「その他」は論文出版費、論文の英文校閲費として用いる。
|
| Remarks |
学会活動・オーガナイズなど
・日本光学会 フォトダイナミズム研究グループ 庶務幹事
・亀井 保博、高見 英樹、早野 裕、武田 光夫、山本 裕紹、服部 雅之、村田 隆、野中 茂紀、玉田 洋介、第11回NIBBバイオイメージングフォーラム「光学と生物学の融合によって切り拓く新しいバイオイメージング」、岡崎カンファレンスセンター（愛知県岡崎市）、2017年2月14、15日
|
