ハーバード大の多色顕微鏡、細胞の形とタンパク質位置を同時に可視化 - NewsTomo

細胞の「細かな形」と「どのタンパク質がどこにいるか」を同じ画像の中で同時に捉える——。この“二者択一”を越える多色顕微鏡技術を、ハーバード大学の研究チームが開発しました。ナノメートル（nm）スケールの解像度で、細胞構造と分子の位置情報を一度に観察できる点が、いま注目されています。

何が新しいのか：構造と分子情報を「同じ工程」で

生物の微細観察では長らく、目的に応じて手法を使い分ける必要がありました。

ところが従来は、構造を精密に見るほど「分子の識別」が難しくなり、分子を色で見分けようとすると「構造の解像度」に制約が出やすい、というギャップがありました。今回の技術は、単一の電子ビームで構造情報と分子情報を同時取得し、二重の撮像ワークフローを不要にしたとされています。

研究チームは、標的となるタンパク質に結合する専用プローブを開発しました。このプローブは電子ビームで刺激されると、カソードルミネッセンス（電子線で誘起される発光）として可視光を放つ仕組みです。

複数の色（マルチカラー）を使い分けられることで、細胞の微細構造を捉えながら、同時に「どのタンパク質が、どの場所に集まっているか」も重ねて読み取れる可能性が広がります。

この手法は、哺乳類細胞や生体組織で検証され、例として真菌に感染した果実バエ（ショウジョウバエ）の試料でも確かめられたといいます。細胞内のシグナル伝達の追跡や、分子クラスター（分子の集まり方）の組織化の理解など、観察対象の幅が広がることが期待されます。

研究は、先週土曜日（2026年2月21日）からサンフランシスコで開催された第70回バイオフィジカル・ソサエティ年次会合で発表されたとされています。基礎研究の現場で、画像から読み取れる情報量を増やす試みとして関心を集めました。

現時点では2次元イメージングに限られるのが制約です。研究チームは今後、クライオ電子顕微鏡（試料を凍結状態で観察する手法）を用いて、3次元の細胞再構成へ技術を拡張する計画だとしています。

細胞の「形」と「分子の配置」を同時に読めるようになると、これまで別々の実験で推測していた現象が、同じ視野の中でつながって見えてくるかもしれません。次に注目したいのは、3D化によって“細胞の中の地図”がどこまで精密に描けるようになるのか、そして多色化がどこまで進むのか、という点です。

Reference(s):
New microscopy technique captures simultaneous cell detail and color
cgtn.com