光学イメージング：オングストローム分解能の蛍光顕微鏡法
Nature 617, 7962 doi: 10.1038/s41586-023-05925-9
蛍光顕微鏡法は、その分子特異性によって、複雑な生体系を理解するために生命科学で用いられる主要な特性評価法の1つになっている。超解像技術は、細胞内では15～20 nmの分解能を実現できるが、個々の生体分子間の相互作用は10 nm以下の長さスケールで生じ、分子内構造の特性評価にはオングストロームの分解能が必要である。最先端の超解像技術の実現により、特定のin vitro条件下で、5 nmまでの空間分解能と1 nmの局在化精度が実証されている。しかし、このような分解能は、細胞内の実験に直接移行できるわけではなく、オングストローム分解能はこれまで実証されていない。今回我々は、市販の蛍光顕微鏡のハードウエアと試薬を用いて、蛍光顕微鏡法の分解能をオングストロームスケールに向上させる、連続撮像による分解能増強法（RESI：resolution enhancement by sequential imaging）というDNAバーコーディング法を報告する。標的の疎な小集団を15 nmより大きい中程度の空間分解能で連続撮像することによって、無傷の全細胞中の生体分子に対して、単一タンパク質レベルの分解能を実現できることが実証された。また、DNAオリガミ中の単一塩基のDNA骨格距離が、オングストローム分解能で実験的に解像された。我々は今回の手法を用い、未処理の細胞と薬剤処理済みの細胞において免疫療法の標的であるCD20の分子配置をin situでマッピングする原理証明を行い、標的免疫療法の分子機構を評価する可能性を開いている。今回の観察結果は、無傷の全細胞における周囲条件下での分子内撮像を可能にすることで、RESIは超解像顕微鏡法と構造生物学研究の間のギャップを埋めており、それにより複雑な生体系の理解に重要な情報が得られることを実証している。
