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2013年4月18日 (木)

生物を生きたまま電子顕微鏡で観察 真空から守る「ナノスーツ」発明!

生物を生きた状態のまま高解像度の電子顕微鏡で観察することに成功したと浜松医科大などの研究グループが発表しました。

 

高解像度の電子顕微鏡での観察時は、試料を電子線が透過しやすい高真空環境に配置する必要があるのですが、水分が8割を占める生物を高真空下に置くと、水分が蒸発して収縮してしまい、表面の微細構造が大きく変わってしまうのです。従来は化学固定や乾燥、金属の蒸着などの表面ハードコーティング処理を行い、死んだ状態の試料を観察していました。

 

ところが浜松医科大などの研究グループは、ショウジョウバエやハチの幼虫など一部の生物が持つ細胞外物質に、電子線かプラズマを照射することで、高真空下でも体内物質の放出を抑える「ナノ重合膜」(ナノスーツ、50100ナノメートル)が形成されることが明らかになったのです。この細胞外物質に似た化学物質を生物に塗布することでナノスーツが形成され、生きたままで高分解能な電子顕微鏡観察が可能になったと言うわけです。

 

この宇宙服のような薄膜で体を覆い、真空で生命を維持するのですが、これまでに比べ解像度が千倍向上すると言います。電子顕微鏡は見る対象を真空の容器の中に入れ観察するのですが、ショウジョウバエの幼虫など、体表がねばねばしている生物に電子線やプラズマを当てると、表面に厚さ50~100ナノメートル(ナノは十億分の一)の薄膜ができることを発見したのです。その結果、幼虫は薄膜容器中で死なずに観察できたのです。

 

ねばねばの物質は、洗剤や食品添加物に使われる界面活性剤に似た成分を持つことが分かったことで、表面がねばねばしていない生物でも界面活性剤を塗ってプラズマを当てると、同様に薄膜ができ、ボウフラやハムシと言った昆虫など15種類の生物で、生きたままの観察に成功したのです。チームは薄膜を「ナノスーツ」と命名したそうですが、スーツによって真空中で生存できる時間は約1時間だそうです。

 

従来は、生きたまま観察するには真空度を落とさなくてはならず、はっきりした像を得られなかったのですが、精密な観察によって、生物の仕組みを応用したし製品開発が進む可能性があると言います。そして針山教授は「生物学の研究だけでなく、モノづくりにも役立つ」と話しています。これまでもいろいろな研究でも生物の持つ能力を研究して、それと同じ機能を持つものを製品化してきましたが、これもそうした研究とよく似ており、当面は生物を詳しく観察できるようになったことで、生物の持つ能力を製品化することがよりしやすくなったのではないでしょうか。この方法を使って新たな発見を期待したものです。

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