超解像イメージングで生細胞内部の詳細を可視化(Super-resolution Imaging Reveals Details Inside Living Cells)

2026-09-08 スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)

EPFLの研究者らは、哺乳類細胞のナノスケール構造と動態を高スループットで観察できる改良型の超解像蛍光顕微鏡を開発した。特に、細胞分裂に重要な細胞小器官「中心小体(centriole)」を詳細に観察し、タンパク質の翻訳後修飾(PTM)が中心小体表面の9本の縦方向の隆起に沿ってねじれた構造を形成することを明らかにした。従来、中心小体の基本構造は電子顕微鏡などで知られていたが、PTMの分布を直接捉えることは困難だった。研究チームは照明光を視野全体に均一に届ける光学設計を改良し、超解像画像の取得範囲と効率を向上させた。この技術により、中心小体だけでなく、ミトコンドリアやウイルスなど他のナノ構造・多分子機械の解析にも応用できる可能性が示された。

超解像イメージングで生細胞内部の詳細を可視化(Super-resolution Imaging Reveals Details Inside Living Cells)
Mitochondrial outer membrane imaged with SPIFFI (left) versus widefield microscopy (right). EPFL CC BY SA – 4.0

<関連情報>

SPIFFIは、単一ショットでの超解像および多次元イメージングを可能にする SPIFFI enables single-shot super-resolution and multidimensional imaging

Wei Guo  (郭威),Lely Feletti & Aleksandra Radenovic
Nature Methods  Published:31 August 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41592-026-03196-6

Abstract

Fluorescence super-resolution microscopy has advanced optical imaging into the nanoscale regime, transforming biological and interdisciplinary research. However, wide-field super-resolution techniques often compromise temporal resolution, thereby limiting the capture of rapid and transient biological events in living systems. Here we introduce spatial polarization-induced fluorescence fluctuation imaging (SPIFFI), a multichannel polarimetric method for single-shot super-resolution imaging and six-dimensional information extraction. By leveraging the inherently smaller point spread function under polarized detection and capturing polarization-dependent spatial fluctuations across multiplexed channels, SPIFFI achieves instant resolution enhancement from a single exposure. This capability substantially enhances the feasibility of volumetric live-cell super-resolution imaging. Moreover, SPIFFI images can integrate seamlessly with existing fluctuation-based methods for further postprocessing and resolution improvement. We demonstrate the versatility of SPIFFI through experiments on both fixed and live cells, capturing rapid subcellular dynamics and enabling high-throughput, multidimensional imaging beyond the diffraction limit. SPIFFI thus offers a practical and robust platform for real-time super-resolution imaging in biological research.

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