生細胞の内部をナノレベルで直接観察できる 原子間力顕微鏡技術を開発

April, 7, 2022, 金沢--金沢大学ナノ生命科学研究所の福間剛士教授と，マルコス・ペネド特任助教（研究当時），産業技術総合研究所との共同研究グループは，生きた細胞の内部においてナノスケールの構造やその動きを直接観察できる原子間力顕微鏡（AFM）技術の開発に成功した。

生細胞内部におけるオルガネラ(細胞内小器官)やタンパク質などのナノスケールの構造および動態を理解することは，さまざまな細胞機能やそれが関係する疾患，老化などの生命現象の仕組みを理解する上で，極めて重要な手がかりとなる。しかし，従来の観察技術では生きた細胞の中でそれらを直接観ることはほとんどできなかった。

研究グループは，生きた細胞の内部を直接観察できる新たな技術である「ナノ内視鏡AFM」を開発した。この技術では，あたかも生きた人体に細長い内視鏡カメラを挿入してその内部を観察するように，生きたままの細胞の内部に細長いニードル状のAFM探針を挿入し，その探針の先端が細胞内の構造と接触する際に受ける微弱な力を検出することで細胞内構造を画像化する。研究では，この技術を用いて細胞核やアクチン繊維（細胞骨格の一種）などの3次元分布や，細胞膜を支えるナノスケールの裏打ち構造の動きを生きたままの細胞の内部で観察できることを明らかにした。

ここで開発した技術は将来，従来技術では観ることのできなかったタンパク質やオルガネラの動きや硬さなどを細胞内で直接計測することを可能にする。さらに，この技術は，がんや感染症などの重大な疾患の発生や悪性化のメカニズムを解明し，診断・治療法の改善に貢献することが大きく期待される。

研究成果は，『Science Advances』オンライン版に掲載された。
(詳細は､https://www.kanazawa-u.ac.jp)