X線レーザーで生きた細胞をナノレベルで観察することに成功

北海道大学，理化学研究所（理研），高輝度光科学研究センター（JASRI），東京薬科大学，共和化工株式会社環境微生物学研究所は，X線自由電子レーザー（XFEL）施設SACLAを用いて，生きた細胞のナノレベルでの観察に成功しました。これは，北海道大学電子科学研究所の西野吉則教授，木村隆志助教，理研・放射光科学総合研究センターの別所義隆チームリーダー（現 客員研究員），JASRIの城地保昌チームリーダーらの研究成果です。

電子顕微鏡やX線顕微鏡を用いて生きた細胞をナノ（10億分の1）メートルの分解能で観察することは，これまで不可能でした。これは，観察に用いる電子線やX線の照射によって，細胞が死んでしまうためです。研究グループは，10フェムト秒以下という極めて短いXFELの発光時間を利用して，細胞が放射線による損傷を受ける前の一瞬の姿を捉えることに成功しました。観察には，コヒーレントX線回折という先端的手法が用いられ，細胞内部のナノ構造が高いコントラストで可視化されました。

本研究により，XFELが，自然な状態にある生物試料を観察できる優れた能力を持つことが示されました。今後，細胞生物学へのさらなる応用が期待できます。また，さらに分解能を向上させることにより，自然な状態にある生体分子のナノ構造の解明など，医学上重要な応用への道も開かれます。

本研究は，文部科学省X線自由電子レーザー重点戦略研究課題，科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業（CREST），日本学術振興会科学研究費補助金等の支援を受けて実施されました。

本研究成果は，英国のオンライン科学雑誌「Nature Communications」（2014年1月7日付）に掲載されました。