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Jul 17, 2023

新しい拡大顕微鏡法が研究の影響を拡大

拡大顕微鏡法の革新により、細胞やその他のナノスケール構造の内部を前例のない観察で観察できるようになりました。 この進歩は、将来の洞察を提供するのに役立つ可能性があります。

拡大顕微鏡法の革新により、細胞やその他のナノスケール構造の内部を前例のない観察で観察できるようになりました。 この進歩は、神経科学、病理学、その他多くの生物学および医学分野への将来の洞察を提供するのに役立つ可能性があります。

紙面ではNature Biotechnology誌に掲載された「Magnifyは拡大顕微鏡のための普遍的な分子アンカー戦略である」とカー​​ネギーメロン大学、ピッツバーグ大学、ブラウン大学の共同研究者らはMagnifyと呼ばれる新しいプロトコルについて説明している。

「Magnify は、バイオテクノロジー コミュニティにとって強力で利用しやすいツールとなり得る」と、エバリー ファミリー キャリア開発生物科学准教授の Yongxin (Leon) Zhao 氏は述べています。

Zhao のバイオフォトニクス研究所は、拡大顕微鏡として知られるプロセスでサンプルを物理的に拡大することにより、生体サンプルの超解像度イメージングを可能にする分野のリーダーです。 このプロセスを通じて、サンプルは膨潤性ヒドロゲルに埋め込まれ、均一に膨張して分子間の距離が広がり、より高い解像度で観察できるようになります。 これにより、以前は高価な高解像度イメージング技術を使用しないと観察できなかったナノスケールの生物学的構造が、標準的な顕微鏡ツールで観察できるようになります。

Magnify は拡大顕微鏡の一種で、Zhao 氏のチームが発明した新しいヒドロゲル配合を研究者が使用できるようにするもので、生体分子のスペクトルを保持し、さまざまな組織へのより広範な適用を提供し、膨張率を直線的に最大 11 倍まで増加させます。元の体積の約 1,300 倍。

「私たちは拡大顕微鏡法における長年の課題のいくつかを克服しました」とZhao氏は語った。 「Magnify の主なセールス ポイントの 1 つは、タンパク質、核酸、炭水化物などの組織の生体分子を拡張サンプル内に保持するための普遍的な戦略です。」

Zhao氏は、以前のプロトコルでは組織を結合していたさまざまな生体分子を除去する必要があったため、さまざまな生物学的構成要素を無傷に保つことが重要だと述べた。 しかし、これらの分子には研究者にとって貴重な情報が含まれている可能性があります。

「以前は、細胞を実際に拡張可能にするには、タンパク質を消化するために酵素を使用する必要がありました。そのため、最終的には、目的のタンパク質の位置を示すラベルが付いた空のゲルができました。」と彼は言いました。 新しい方法では、分子はそのままに保たれ、単一のサンプルで複数の種類の生体分子を標識できます。

「以前は、単一選択の質問があるようなものでした。タンパク質を標識したい場合は、それがバージョン 1 のプロトコルになります。核を標識したい場合は、別のバージョンになります」と Zhao 氏は言います。 「同時イメージングを実行したい場合、それは困難でした。今では、Magnify を使用して、タンパク質、脂質、炭水化物などのラベルを付ける複数のアイテムを選択し、それらを一緒にイメージングできるようになりました。」

研究室の研究者であるアレクサンドラ・クリマス氏（ポスドク研究員）とブレンダン・ギャラガー氏（博士課程学生）がこの論文の最初の共著者となった。

「これは標本を高解像度で画像化するためのアクセス可能な方法です」とクリマス氏は述べた。 「従来は、高価な機器と特別な試薬、トレーニングが必要でした。しかし、この方法は多くの種類のサンプル前処理に広く適用でき、生物学研究室にあるような標準的な顕微鏡で観察できます。」

神経科学の背景を持つギャラガー氏は、彼らの目標は、ツールキットの一部として Magnify を採用することで恩恵を受ける研究者のために、プロトコルに可能な限り互換性を持たせることであると述べた。

「私たちが心に留めようとした重要な概念の 1 つは、研究者がいる場所で研究者と会い、プロトコルの変更をできるだけ少なくしてもらうことでした」とギャラガー氏は語った。 「これは、さまざまな組織タイプ、固定方法、さらには保存および保存された組織でも機能します。完全に拡大を念頭に置いて実験を再設計する必要がないという点で、非常に柔軟です。すでに持っているものでも機能します。」 。」