교토대학, 오키나와 과학기술대학원대학, 주식회사 포토론의 연구그룹은 형광분자의 1개의 감도를 가지고 궁극의 속도(비디오 속도의 1,000배)로 촬상이 가능한 현미경용 카메라를 개발했다.
세포내 분자의 움직임은 너무 빠르고, 보통의 비디오(초당 1프레임)에서는 많은 현상이 놓치고 있는 것으로 보인다.분자의 움직임을 관찰하기 위해 연구그룹은 새로운 초고속·초고감도 카메라의 개발에 나섰다.
지금까지, 1 형광 분자 감도로의 촬상 때문에, 촬상 속도는 느리지만 노이즈를 많이 발생시키지 않는 카메라가 사용되어 왔다.연구 그룹은 반대로 촬상 속도가 훨씬 빠르지만 노이즈가 큰 카메라를 사용하고, 그 노이즈가 1분자의 검출에 영향을 미치지 않는 연구를 실시해 10년에 걸쳐 개발에 성공했다.
새로운 초고속·초고감도 카메라의 촬상 속도는 초당 1만 프레임(비디오 속도의 3배)에 달했다. 초당 1,000만 프레임까지 개선도 가능하다고 한다.종래, 세포막의 분자는 발레 극장의 무대(세포막 전체)와 같은 곳에서 난잡하게 움직이고 있다고 여겨져 왔지만, 이번 성과에 의해 실은 무대가 파티션으로 나누어져, 그 중에서는 분자는 빠르게 움직이면서, 가끔 옆의 파티션으로 이동하고 있는 것을 알 수 있었다.
또, 화상 1장의 촬영 시간을 10초 정도로 단축할 수 있었다.이것에 의해서 처음으로, 세포내의 구조가, 살아 있는 세포 중(안)에서, 초해상의 정밀도로 보이게 되었다.세포막에는 세포의 다리인 "접착반"이라는 구조가 존재하고, 암세포의 전이 등에 관여한다.이 초해상 화상이 시시각각 변화하는 모습과 거기서 분자의 군무의 모습도 알게 되었다.
향후, 세포막의 구조와 거기에서의 수용체나 세포의 시그널의 연구, 생세포 중에서의 미세구조의 해명 등에의 공헌이 기대된다고 하고 있다.
논문 정보:【Journal of Cell Biology】Development of ultrafast camera-based single fluorescent-molecule imaging for cell biology
【【Journal of Cell Biology】】Ultrafast single-molecule imaging reveals focal adhesion nano-architecture and molecular dynamics
