研究におけるモデル生物

モデル生物とは,特定の生物学的プロセスを研究するために研究者が使用する生物種です。モデル生物は,人間と似た遺伝的特徴を持ち,遺伝子学,発生生物学,神経科学などの研究分野で一般的に使用されています。通常,モデル生物は実験環境での維持や繁殖が容易であること,生殖サイクルが短いこと,または,特定の形質や病気を研究するために突然変異体を生成する能力を持つことで選ばれます。

モデル生物は細胞,組織,臓器,システムレベルで生態系について貴重な洞察をもたらしてくれます。モデル生物には複数の種類があり,複雑さや用途が異なります。通常,酵母のような小さく単純な生物はヒトのがんにおける遺伝子突然変異の研究に用いられ,ミバエ(黑腹果蝇)やゼブラフィッシュ(鲐鱼类)は,病気の遺伝子的特徴と進行の研究に適しています。マウスモデルもまた,病気の進行や新薬開発の研究のために生物医学研究で広く使用されています。

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ライカマイクロシステムズ:モデル生物イメージング

ライカマイクロシステムズのフレキシブルなイメージングシステムによって全体像から微細な詳細まで捉え,モデル生物に関する理解を深めることができます。

ライカマイクロシステムズは,最適な画質を実現するための革新的な顕微鏡ソリューションを提供しています。これらのソリューションは,モデル生物などの大きく複雑な試料にも応用でき,スクリーニングやマニピュレーションのためのプラットフォームを搭載しています。

老鼠胚胎

小鼠胚胎与THUNDER成像仪模型生物体

在E12-14小鼠中，用红色染色的神经丝来评估神经元的生长。鼠标未清除。由Yves Lutz提供，Centre d 'imagerie, IGBMC，法国。

モデル生物研究のための顕微鏡観察法

モデル生物はほとんどの場合,大きく複雑で密度が高いため,イメージングにおいて課題となる可能性があります。このため,これらサンプルの研究を可能にするためには,柔軟性に優れた顕微鏡が必要となります。従来,モデル生物の研究には,ゼブラフィッシュなどの試料のマクロな分析や操作を可能にする実体顕微鏡から,大きな生体の深部イメージングを可能にする多光子顕微鏡まで,複数の顕微鏡観察技術が必要となります。

これらのより厚みのある試料には,細部を細かく映し出し,焦点外のシグナルを除去することができる共焦点顕微鏡が適しています。しかし,共焦点顕微鏡には通常,レーザー出力の高さによる光退色や画像取得速度といった,いくつかの課題があります。

このような励起光の影響を受けるサンプルを3 dでイメージングする場合,光毒性の低いライトシート顕微鏡などの革新技術が主流になりつつあります。

成年小鼠th1 - yfp - h脑组织切片经SeeDB2G清除后的大脑皮质和海马。图片由Ke mengtsen博士和Takeshi Imai博士提供，日本神户理化研究所中心

モデル生物をイメージングする場合の課題

モデル生物を用いた実験は非常に多様なため,顕微鏡を使用する場合の課題は,動的研究または分子事象の研究かによって異なります。また,それは,線虫の少数の細胞からマウスなどの大型で複雑な動物まで,使用されるモデル生物の複雑性にも左右される可能性があります。

モデル生物をイメージングする場合に遭遇する一般的な課題は,スループットの速度です。サンプルのサイズによって,すべてのデータを得るためにイメージングに非常に長い取得時間と多数の画像分析が必要になる可能性があり,そのことが全体的な実験効率を低下させることがあります。また,画像取得速度も生体モデル生物をイメージングする場合,光毒性や光損傷によるサンプルの生理機能の阻害,さらには細胞やサンプルの死を引き起こす可能性があるため問題となります。最後に,サンプル深部のイメージングにおいて,アーティファクトやピンぼけを生じさせる可能性があります。

斑马鱼后侧线原基迁移。膜:青色GFP:核:品红，td番茄。成像采用共振扫描仪，动态信号增强和闪电。样本courtesy: Jonas Hartmann, Gilmour Group, EMBL Heidelberg。

ライカイメージングソリューション

フレキシブルなライカのイメージングシステムズによって全体像から微細な詳細まで捉え,モデル生物に関する理解を深めることができます。

STELLARIS 8潜水

STELLARIS 8潜水(在体内深处Explorer)はスペクトル調整可能な検出機能を備えた初の多光子顕微鏡です。深部生体内イメージングに対して最大限の深部観察とコントラストを提供します。SP8潜水によって,完璧なスペクトル分離と共に複数のマーカーをイメージングする一方で,最も深い洞察と微細な詳細に合わせて調整することができます。

潜水製品ページからのゼブラフィッシュ胚の自家蛍光多光子画的像。寿命对比由NADH、类维生素a和FADH提供。激发波长:740nm，发射波长:501 - 580 nm。例如:洛杉矶南加州大学的Francesco Cutrale

デジタルライトシート

ライカマイクロシステムズのTCS SP8 DLS(デジタルライトシート)システムは,ライトシート顕微鏡技術を共焦点プラットフォームに統合した革新的なコンセプトです。DLSの低光照射と高速の画像取得は,長時間にわたる立体的で迅速・連続的・断続的な生物学的プロセスの観察を可能にします。例えば,ショウジョウバエ胚などのセンシティブな生物の発達を長期間にわたり追跡し,組織や臓器をリアルタイムに3 dで形成される様子を理解できます。

雷成像仪模型生物体

雷成像仪模型生物体,発生生物学や分子生物学の研究で生物全体の3 d観察をスピーディかつ簡単に行うことを可能にします。计算清算が最も微細な構造の細部を明らかにします。ピンぼけの心配がなく,ライカの実体顕微鏡が誇る優れた能力や使いやすさを実感いただけます。

雷声イメージャーモデル生物は,ショウジョウバエ,線虫,ゼブラフィッシュ,植物,マウスなどの研究に最適な装置です。試料のスクリーニング,ポジショニング,イメージングに適したオールインワンの装置です。ワークフローをシンプルにし,大きな全体像から最高レベルの細部に至るまでモデル生物を研究することができます。

斑马鱼幼虫视频(1x Plan APO objective，放大因子11:1,18 z切片堆栈，约300µm z-depth)，绿色(kdrl:GFP)表示血管生成，红色(GATA1:dsRed)表示红细胞和血小板。由德国巴德纳海姆马克斯普朗克心肺研究所Almary Guerra博士和Didier Stainier教授提供。