Structural study of cellular organelles with a laser-plasma soft X-ray microscope

レーザープラズマ軟X線顕微鏡を用いた細胞内小器官の構造研究

加道 雅孝; 岸本 牧; 保 智己*; 安田 恵子*; 青山 雅人*; 篠原 邦夫*

Kado, Masataka; Kishimoto, Maki; Tamotsu, Satoshi*; Yasuda, Keiko*; Aoyama, Masato*; Shinohara, Kunio*

高輝度レーザープラズマ軟X線源と密着型軟X線顕微鏡を組み合わせたレーザープラズマ軟X線顕微鏡を開発し、生きている細胞の細胞内小器官の詳細な構造の観察に成功した。レーザープラズマ軟X線源は、非常に高輝度で短パルスという特徴を持つことから、細胞への放射線影響や細胞の運動による解像度の低下を招くことなく生きている細胞の観察を可能とする。また、細胞をX線感光材上に直接培養することにより、培養中の細胞をその場で観察することを可能とした。さらに、軟X線顕微鏡と蛍光顕微鏡を組み合わせたハイブリッド顕微鏡を考案することにより軟X線顕微鏡による細胞内小器官を正確に特定することを実現した。ネズミの精巣ライディッヒ細胞を観察した結果、生きている細胞中の個々のミトコンドリアの撮像に初めて成功し、さらにその詳細な構造の観察に成功した。

Laser plasma soft X-ray microscope, which is a combination of a laser plasma soft X-ray source and a contact type soft X-ray microscope, has been developed. Since the laser plasma soft X-ray sources have advantages of high brightness and short pulse duration, they can avoid radiation damage and motion blur affect on the images during acquisition of the soft X-ray images of live biological specimens. Hybrid microscopy, which was combination of a soft X-ray microscope and a fluorescence microscope, enabled the soft X-ray microscopy to identify cellular organelles precisely. Observing the Leydig cells, a single mitochondrion in the live biological cell was imaged for the first time and detailed structure of it was obtained.