京都大學(xué)開(kāi)發(fā)出可拍攝高精細(xì)圖像的新顯微鏡技術(shù)

近日，由京都大學(xué)研究生院醫(yī)學(xué)研究科的木內(nèi)泰副教授及研究生院生命科學(xué)研究科的渡邊直樹(shù)教授等人組成的研究團(tuán)隊(duì)，開(kāi)發(fā)出一種新的顯微鏡技術(shù)IRIS(Image Reconstruction by Integrating exchangeable Single-molecule localization)，它可以用熒光分子對(duì)多種目標(biāo)蛋白質(zhì)進(jìn)行標(biāo)注區(qū)分，并將其以高精細(xì)的圖像顯示出來(lái)。該技術(shù)超越現(xiàn)有技術(shù)，能夠使相互纏繞復(fù)雜多樣的蛋白質(zhì)可視化，這將有助于今后的細(xì)胞研究以及病理診斷。

近年來(lái)， 研究者們開(kāi)發(fā)出一種稱作“超解像顯微鏡法”的顯微鏡使用技術(shù)，它憑借比光學(xué)顯微鏡的極限(～200納米，1納米=十億分之一米)還要小一位數(shù)的識(shí)別能力，可以觀察到蛋白質(zhì)的分布。但是該技術(shù)存在的問(wèn)題是，畫(huà)像未必能正確地反映蛋白質(zhì)的分布，很難對(duì)多種蛋白質(zhì)標(biāo)注區(qū)分而只對(duì)同一細(xì)胞進(jìn)行觀察。

IRIS利用可與目標(biāo)蛋白質(zhì)在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行反復(fù)結(jié)合與分解的熒光蛋白質(zhì)，在它與目標(biāo)蛋白質(zhì)結(jié)合而發(fā)光的瞬間拍攝多張圖像，然后進(jìn)行合成。因此，通過(guò)增加拍攝張數(shù)，可以獲得結(jié)合度較高的高精細(xì)圖像。此外 ，通過(guò)依次沖洗掉熒光蛋白質(zhì)，替換其他的熒光蛋白質(zhì)，可以標(biāo)注區(qū)分多個(gè)標(biāo)靶，理論上可觀察的目標(biāo)種類沒(méi)有上限。

實(shí)際利用IRIS進(jìn)行細(xì)胞觀察發(fā)現(xiàn)，可識(shí)別的最小單位達(dá)到23納米，不遜色于識(shí)別能力最高的“超解像顯微鏡法”。實(shí)驗(yàn)所拍攝的高精細(xì)圖像可同時(shí)呈現(xiàn)相當(dāng)于細(xì)胞骨骼的肌動(dòng)蛋白纖維、微小管、中間纖維和維系細(xì)胞間隙的橋粒，證明其辨識(shí)度已超過(guò)以往的“超解像顯微鏡法”。

研究團(tuán)隊(duì)表示，根據(jù)IRIS的特點(diǎn)，有望將其發(fā)展為通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間拍攝形成3D圖像的超解像顯微鏡，或是能夠提高熒光分子結(jié)合位置測(cè)定精準(zhǔn)度的超級(jí)超解像顯微鏡。