分光・ラマンイメージングが可能なライトシート型顕微鏡λ―DSLMの開発

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21770177
• 研究機関: 基礎生物学研究所
• 研究代表者: 野中 茂紀 基礎生物学研究所, 時空間制御研究室, 准教授 (90435529)
• キーワード: 発生・分化 / 細胞・組織 / 共焦点顕微鏡

研究概要

深部観察性能と低光毒性から発生学の研究に適した光シート型顕微鏡DSLM(Digital Scanned Light-sheet Microscope)に分光機能を追加した新しい顕微鏡システム(λ一DSLM)を作製した。試料ステージには、4軸方向(XYZθ)に走査するためのモータデバイスを搭載し、従来のDSLMと同様に様々な方向からの観察を可能にした。観察側の光学系は、対物レンズ・ロングパスフィルター・結像レンズで構成され、結像面に分光スリットが配置されている。本装置の要である分光器には、透過型VPHG(Volume Phase Holographic Grating)を用いることで低迷光かつ高波長分解能を実現した。スリットを通過した光は、スリット開閉方向(平行方向)に分光され、対する垂直方向は位置情報を保ったまま、分光器出口のCCD受光面に投影される。試料ステージを走査して任意の視野で一連の画像データを得たのち、分光イメージを再構築する仕組みである。画像取得には、超高感度EM(Electron Multiplying)-CCD検出器を用いることにより、微弱な蛍光シグナルやさらに数桁シグナル強度が弱いラマン散乱光による分光・イメージング解析を想定した顕微鏡システムの土台が完成した。既に蛍光ビーズや輝線光源を用いたシステム評価を行い、蛍光アンミキシング解析やラマンイメージングが十分可能な波長分解能であることを確認した。現在は、蛍光蛋白質を発現している生体試料を用いた評価実験およびシステム制御と画像構築・解析まで一括して行うためのプログラムの開発を行っている。今後は、多様な試料形態で多色同時蛍光イメージングへの実用化を目指して、チャンバーや試料保持方法、レーザー照射方法などの工夫を行っていく予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Planar polarity of multiciliated ependymal cells involves the anterior migration of basal bodies regulated by non-muscle myosin II (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuki Hirota, Alice Meunier, Shihhui Huang, Togo Shimozawa, Osamu Yamada, Yasuyuki S.Kida, Masashi Inoue, Tsubasa Ito, Hiroko Kato, Masanori Sakaguchi, Takehiko Sunabori, Masa-aki Nakaya, Shigenori Nonaka, Toshihiko Ogura, Hideo Higuchi, Hideyuki Okano, Nathalie Spassky, Kazunobu Sawamoto
  • 雑誌名: Development 巻: 137 ページ: 3037-3046
  • 査読あり
• [雑誌論文] 水流が決める臓器左右非対称性の最初期決定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 野中茂紀
  • 雑誌名: 血管医学 巻: 11 ページ: 279-284
• [学会発表] 光シート型顕微鏡DSLM・原理と特徴・胚の丸ごとイメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 野中茂紀
  • 学会等名: 第11回運動器科学研究会
  • 発表場所: 万平ホテル軽井沢(長野県軽井沢町)
  • 年月日: 20110910-20110911
• [学会発表] 光シート型顕微鏡によるマウス胚丸ごとイメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 野中茂紀
  • 学会等名: 第116回日本解剖学会総会・全国学術集会合同大会シンポジウム
  • 発表場所: パシフィコ横浜(震災の影響により誌上開催)
  • 年月日: 20110328-20110330
• [学会発表] Live Imaging Of The Whole Mouse Embryo During Gastrulation (2011)
  • 著者名/発表者名: 野中茂紀
  • 学会等名: 兵庫県立大学理学部20周年記念 国際シンポジウム
  • 発表場所: 兵庫県立先端科学技術支援センター(兵庫県たつの市)
  • 年月日: 20110226-20110227
• [学会発表] 光シート型顕微鏡によるマウス胚丸ごとイメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 野中茂紀
  • 学会等名: バイオイメージ・インフォマティクス ワークショップ2011
  • 発表場所: 理研横浜研究所(横浜市)
  • 年月日: 20110128-20110129
• [学会発表] Live Imaging of Whole Mouse Embryo during Gastrulation (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Ichikawa, P.J.Keller, K.Nakazato, E.H.Stelzer, H.Kobayashi, A.Mochizuki, S.Nonaka
  • 学会等名: The ASCB 50th Annual Meeting
  • 発表場所: Pennsylvania Convention Center(米国)
  • 年月日: 20101211-20101215
• [学会発表] 光シート型顕微鏡の今後の課題 (2010)
  • 著者名/発表者名: 野中茂紀、高尾大輔、市川壮彦
  • 学会等名: 定量生物学の会 第三回年会
  • 発表場所: 東京大学生産技術研究所(東京)
  • 年月日: 20101126-20101128
• [学会発表] Live imaging of the whole mouse embryo during gastrulation (2010)
  • 著者名/発表者名: Takehiko Ichikawa, Philipp Keller, Ernst Stelzer, Shigenori Nonaka "Live imaging of the whole mouse embryo during gastrulation
  • 学会等名: 3rd Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists Jointly Sponsored by the Asia-Pacific Developmental Biology Network
  • 発表場所: 京都国際会館(京都市)
  • 年月日: 20100620-20100623
• [学会発表] 光シート型顕微鏡によるマウス胚丸ごとイメージング (2010)
  • 著者名/発表者名: 野中茂紀
  • 学会等名: 第一回繊毛研究会
  • 発表場所: 基礎生物学研究所(愛知県岡崎市)
  • 年月日: 2010-11-13
• [学会発表] 2光子顕微鏡と光シート型顕微鏡による生物試料の深部観察と課題 (2010)
  • 著者名/発表者名: 野中茂紀
  • 学会等名: 基生研/天文台補償光学ワークショップ
  • 発表場所: 国立天文台(東京都三鷹市)
  • 年月日: 2010-10-27
• [学会発表] ライトシート型顕微鏡DSLMによるマウス胚の丸ごとイメージング (2010)
  • 著者名/発表者名: 野中茂紀
  • 学会等名: 第19回バイオイメージング学会シンポジウム
  • 発表場所: 慶應義塾大学(横浜市)
  • 年月日: 2010-09-09