観察対象の大きさと計測手法 · 2020. 6. 11. · 観察対象の大きさと計測手法...

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観察対象の大きさと計測手法 1 Å 1 nm 10 nm 100 nm 1 μm 10 μm 100 μm 1 mm 10 mm 100 mm 1 m ヒト鶏卵人の細胞大腸菌ウイルス原子タンパク質ミトコンドリア PET 1 MRI 2 CT 3 蛍光イメージング X 線構造解析 6 電子顕微鏡 5 超解像蛍光イメージング（1 ～ 200 nm）

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Page 1: 観察対象の大きさと計測手法 · 2020. 6. 11. · 観察対象の大きさと計測手法 1 Å 1 nm 10 nm 100 nm 1 µm 10 µm 100 µm 1 mm 10 mm 100 mm 1 m ヒト人の細胞

観察対象の大きさと計測手法

1 Å 1 nm 10 nm 100 nm 1 µm 10 µm 100 µm 1 mm 10 mm 100 mm 1 m

ヒト

鶏卵人の細胞

大腸菌

ウイルス原子

タンパク質ミトコンドリア

PET 1

MRI 2

CT 3

蛍光イメージング

X線構造解析 6

電子顕微鏡 5

超解像蛍光イメージング（1～ 200 nm）

Page 2: 観察対象の大きさと計測手法 · 2020. 6. 11. · 観察対象の大きさと計測手法 1 Å 1 nm 10 nm 100 nm 1 µm 10 µm 100 µm 1 mm 10 mm 100 mm 1 m ヒト人の細胞

ミトコンドリアの構造と機能

構　造

機　能

外膜

クリステ

内膜内膜が折り畳まれたひだ状の構造

ミトコンドリアの機能異常

ミトコンドリア病やパーキンソン病などの神経変性疾患 13

従来の蛍光イメージング手法では、クリステ構造を生きた細胞で観察することができなかった

エネルギー（ATP 7）産生効率の向上

従来の蛍光顕微鏡画像

• エネルギー合成

• 活性酸素 8の発生

• アポトーシス（細胞死）9の制御

• カルシウムの貯蔵

Page 3: 観察対象の大きさと計測手法 · 2020. 6. 11. · 観察対象の大きさと計測手法 1 Å 1 nm 10 nm 100 nm 1 µm 10 µm 100 µm 1 mm 10 mm 100 mm 1 m ヒト人の細胞

研究成果と展望

課　題

超解像イメージング 4画像の取得には強いレーザー光照射が必要

成　果

展　望

超耐光性ミトコンドリア内膜標識剤の開発に成功

• 生きた細胞のクリステを明瞭に可視化

• クリステの動きをライブで撮影

• クリステの形態異常を簡便に検出

神経変性疾患の診断薬や治療開発ツールとして利用

光照射でも退色しないミトコンドリア標識剤が求められていた

ミトコンドリア DNAの複製阻害によって引き起こされるクリステの形態異常

代謝疾患 12・神経変性疾患・がん・老化などにおけるミトコンドリアの形態変化と細胞機能の解明に期待

膨潤分裂

回復融合

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