研究課題
本研究の目的は、蛍光偏光を利用した超解像蛍光顕微鏡技術の開発と、そのタンパク質のダイナミクス研究への応用である。本研究で開発する超解像蛍光顕微鏡法では、照明光の偏光面を回転させながら照射する照明系を有する蛍光顕微鏡を用いて観察し、蛍光試料から測定される蛍光強度変調を伴う蛍光観察像を画像再構成計算に掛けることによって、光の回折限界を超えた分解能の超解像画像を得る。昨年度までに、この超解像顕微鏡における照明光学系の改良を行ったことにより、偏光比の高い照明光による蛍光顕微鏡観察が可能になった。この超解像顕微鏡技術をSPoD-OnSPAN(super-resolution demodulation/on-state polarization angle narrowing)と呼称することにした。今年度は、SPoD-OnSPAN観察に有用な蛍光特性を示す蛍光タンパク質である、新しく開発されたポジティブ型光スイッチング緑色蛍光タンパク質（pRSGFP）の特性確認を行い、さらにSPoD-OnSPAN顕微鏡を用いてほ乳類細胞内のアクチンフィラメントのダイナミクスの超解像観察を試みた。pRSGFPは、従来のポジティブ型光スイッチング緑色蛍光タンパク質に比べて2倍以上の蛍光強度を示し、SPoD-OnSPAN観察に有用であることがわかった。pRSGFPとアクチン結合タンパク質であるLifeActとの融合タンパク質を発現させたほ乳類細胞中において、SPoD-OnSPAN超解像観察を行うことに成功した。さらに、pRSGFPの高い蛍光強度を利点として超解像観察条件を最適化することによって、長時間のタイムラプス観察も可能になった。これにより、ほ乳類細胞において細胞分裂中のアクチンフィラメントの超解像レベルでのダイナミクスを捉えることに成功した。
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