2022/03/03抽象的な
ペン・シー氏らは、細胞内構造におけるタンパク質の局在と配向を研究するために、偏光構造光顕微鏡（pSIM）を開発した。この研究成果は、学術誌「Nature Communications」に掲載されている。
本研究は、SIM技術と市販機器の潜在的な特性を深く探求することで、既存のSIMシステムの「能力」を強化し、開発者自身も気づいていなかった既存のSIMシステムの固有の偏光検出特性を掘り起こすことで、既存システムを一切変更することなく偏光SIM機能を実現できるようにするものです。これにより、SIMシステムを有する多くの生命科学研究室が偏光SIMを直接解析できるようになり、偏光超解像イメージングの研究を大きく前進させるでしょう。
図1 短いアクチンフィラメントの配向のイメージング。a ファロイジン標識アクチンフィラメントのミオシン駆動運動の動的イメージング。白い枠は短いアクチンフィラメントの軌跡を示しています。b aの黄色い枠で囲まれた領域の拡大図。アクチンフィラメントの双極子の配向は、移動に伴って変化します。c bの断片化されたアクチンのタイムラプス配向と位置。d 海馬ニューロンのアクチンフィラメントの2D-pSIMイメージング。樹状突起の連続した長いアクチンフィラメントと軸索の離散的なアクチンリング構造の領域が明確に区別されています。e 軸索のアクチンリング構造の別の図。f、g dの枠で囲まれた領域の拡大図。PMイメージングとpSIMイメージングの結果を比較しています。 h eで示された線の強度プロファイル。そのフーリエ変換(i)は184 nmの周期性を示しており、これは以前に報告された結果と一致している。 j、k アクチンリング構造は、ニューロンの膜結合周期骨格(MPS)にとって重要である。以前のモデルでは、アデュシンでキャップされたアクチンフィラメントは端と端で連結していると仮定されていた。しかし、pSIMは、短いアクチンフィラメントの向きが軸索軸に平行であることを示しており、アクチンリング構造は横並びで連結していることを支持している。スケールバー：a 2 μm、d～g 1 μm
画像技術の分析
QSIM超解像イメージング光学系は、典型的な低照度イメージングシステムである。TUCSENディヤーナ400BSIこのカメラは、ピーク量子効率95%、読み出しノイズ1.2e-という低ノイズを実現しており、低照度環境下でも高信号対雑音比の画像を取得できます。6.5μmの画素サイズは、60倍高倍率対物レンズに適しており、レンズ解像度のメリットを最大限に活かし、鮮明なディテールを備えた高解像度画像を実現します。
参考資料
Zhanghao K、Chen X、Liu W、Li M、Liu Y、Wang Y、Luo S、Wang X、Shan C、Xie H、Gao J、Chen X、Jin D、Li X、Zhang Y、Dai Q、Xi P. 偏光構造化照明顕微鏡による蛍光双極子の超解像イメージング。Nat Commun. 2019年10月16日;10(1):4694. doi: 10.1038/s41467-019-12681-w. PMID: 31619676; PMCID: PMC6795901.
