サイエンス

マウスの胚が臓器へと変換行う状態を画像化行うことに成功


ES細胞やIPS細胞などの発見に、細胞に臓器を拵える究めるが盛大になっています。そういう中、受精後に細胞が分化して胚に臓器へと変換行う状態を画像化行う「Adaptive light-sheet microscopy」といった技能が現れました。

In Toto Imaging and Reconstruction of Post-Implantation Mouse Development at the Single-Cell Level: Cell
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)31243-1

New Microscope Offers 4-D Look at Embryonic Development in Living Mice | Janelia Research Campus
https://www.janelia.org/news/new-microscope-offers-4-d-look-at-embryonic-development-in-living-mice

受精後に初期の細胞がどのように分化していくのかを分かる行うこといったのは、幹細胞を使って特定の臓器を生み出す再生医療などへの適用が期待さエるのに大事です。そこらで、細胞が分化していく状態をイメージ化行う技能が長らく究めるされてきました。Howard Hughes Medical Instituteのジャネリア?ケラー博士のチームは、すでに2008年にゼブラフィッシュにつき、2014年にハエにつき各各胚が分化行う状態を撮る行うことには成功していました。しかし、それらの生物の胚は単純で外に精察しやすいこともあったのに対して、哺乳類の細胞分化を撮る行うこといったのは困難だったとのこと。


マウスの胚の場合、そもそも実験室の条件下で胚を死なすことなく成寸法すこと自体が困難ばかりでなく、受精に48時で初期の器官形成が始まるなど、ハエに比較と生長の速度が素早いのに、生長の状態を撮る行うのは困難でした。再び、胚は生長に伴って絶えず動き位置が変ずるので、手動で胚にフォーカスを合わせ続けることいったのは不能でした。


この難問をクリア行うのにに開発されたのが「Adaptive light-sheet microscopy」と呼ばエる格別な顕微鏡です。マウスの胚が光に過敏なのに光をシャットアウトでき、気圧や気温を的確に制御しつつ、滅菌処理が可能だとのこと。


さらに、動き続ける胚を細胞レベルで追い続けるのにに、器械勉強による画像認知技能を取り込んだ生長予想アルゴ律動が採用されていり付けるといった大きな長所があります。


Adaptive light-sheet microscopyで、細胞が臓器になるまでの状態を画像化行う状態は以下のムービーで確認できます。

New Microscope Offers 4-D Look at Embryonic Development in Living Mice on Vimeo


それがAdaptive light-sheet microscopyで画像化したマウスの胚。いまだに単一の細胞の状態で、その上分化し続け臓器へと変換していきます。


Adaptive light-sheet microscopyで作成された画像は、細胞が分離し続け生長していく胚の状態が完璧にキャプチャされています。なお、マウスの胚は1週間足らずで6万個の細胞へと分かエるとのこと


初期の心臓が動悸を打ち始める状態をとらえるのにも成功。


Adaptive light-sheet microscopyで、受精して6日半に8日半に始まる、細胞分化からみて一番大事な48時を画像で知ることが可能に身なりました。


Adaptive light-sheet microscopyでは2枚のlight-sheetが胚を照らして2台のカメラで10ミリ秒ごとに1つの画像を筆録します。ケラー博士の究めるチームは、胚の規模と位置を的確に追跡行うのにに、「TARDIS」と呼ばエる勘定方法を開発したとのこと。約100万枚の画像に作成した勘定ツールキットであるTARDISでは、4つの胚を時スペースで並列させて個々の胚の生成データの差異を定量化行うことで、「平均的な胚」を仮想的に作り出したとのこと。「TARDISがなければすべての細胞を追跡行うのに2~3年かかるでしょう」とケラー博士は述べるとおり、Adaptive light-sheet microscopyの大事な技能因子になっていり付けるようです。


Howard Hughes Medical Instituteは、Adaptive light-sheet microscopyを他の科学究の利用も認可行う方針だとのこと。Adaptive light-sheet microscopyで、細胞がどのように臓器へと進化していくのかのメカニズムの究めるがさらに進歩行うことが期待できます。

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in ハードウェア,   サイエンス,   生き物,   動画, Posted by logv_to