京都大學iCeMS（物質-細胞統合系統基地）藤原敬宏特定副教授、沖繩科學技術大學院大學（OIST）楠見明弘教授、株式會社Photron竹内信司先生等人組成的研究團隊，開發出了擁有識別單個螢光分子的靈敏度，能夠以每秒3萬幀的速度進行拍攝的顯微鏡相機。相關成果已刊登在《The Journal of Cell Biology》上。
圖1 （左）在每秒1萬幀的速度下觀察到的構成細胞膜的磷脂分子（芭蕾舞者）的單分子運動（螢光標記）。軌跡按每個隔室以不同顏色區分。（右）細胞膜分子運動控制的基本模式。名爲肌動蛋白的纖維狀聚合物形成立體網架結構。肌動蛋白織維起着「柵欄」的作用，與柵欄相連接的「哨兵」蛋白共同將細胞膜分隔成許多隔室。（©2023 Journal of Cell Biology、供圖：京都大學）
人們認爲細胞内的分子會進行高速行程、聚集或分離，但要想實際觀察到這些運動卻非常困難。研究團隊花費10年時間開發出了新型超高速、超高靈敏度相機。
用該相機拍攝細胞膜分子後發現，細胞膜分子雖然被侷限在一個特定的區域，但其運動非常活躍，偶爾會跨越邊界擴散。研究人員發現細胞膜不是單純的液體，而是在所有面上被肌動蛋白織維分隔成多個隔室。
過去，用超解析度螢光顯微技術拍攝一張影像需要5分鐘，但使用本次開發的攝影頭可將拍攝時間縮短至10秒左右。這使得首次以超解析度精度觀察活細胞中的細胞内結構成爲可能。
細胞膜上有一種名爲粘着斑的相當於細胞的腳的結構，與癌細胞的轉移等密切相關。透過該攝影頭，可以瞭解超解析度影像時刻變化的樣子，以及分子在其中羣舞的樣子。
藤原副教授表示：「目前除京都大學、OIST、岐阜大學外，新加坡及班加羅爾（印度）也配置了該相機，未來希望更多研究人員能夠使用它。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌：Journal of Cell Biology
論文：Development of ultrafast camera-based single fluorescent-molecule imaging for cell biology
DOI：10.1083/jcb.202110160
雜誌：Journal of Cell Biology
論文：Ultrafast single-molecule imaging reveals focal adhesion nano-architecture and molecular dynamics
DOI：10.1083/jcb.202110162
