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無害な光による細胞イメージングの革新

日本の国立研究開発法人NIMS（物質・材料研究機構）が、名古屋大学、岐阜大学、アデレード大学との共同研究を通じて、無害な赤外光から近赤外光を利用して細胞内のDNAとRNAを安全に同時にイメージングする革新的な技術を発表しました。本研究の成果は、2025年10月23日付の『Science Advances』誌に掲載されました。

研究の背景と課題

細胞の老化や損傷を早期に発見することは、現代医学において重要な課題です。特に、様々な疾患の対策には、細胞の変化を正確に把握することが鍵となります。従来の方法では、有害な光を使用するため、細胞にダメージを与えるリスクがありました。また、複数の細胞損傷状態を同時に検出する感度が不足しているため、真の治療効果が分からないことが多かったのです。

そこで、無害な周波数の赤外線を使用することで、細胞の状況を高精度で把握できる新たな手法が求められていました。

成果の概要

研究チームは、DNAとRNAに対して異なる結合様式を示す蛍光色素プローブを使用し、2種類の無害な光を同時に照射することで、細胞内のDNAとRNAを同時に観察することに成功しました。この手法により、DNAの損傷状態を持続的に評価するとともに、RNAのイメージングにより初期の細胞損傷や老化を高感度で検出できることが明らかになりました。

この技術は、細胞死の全段階（アポトーシス、壊死、ネクロプトーシス、老化）を高精度に検出することを可能にしました。これまでのイメージング技術の限界を超え、細胞の状態遷移を可視化できる新しいアプローチを提供しています。

将来の展望

今後は、この手法を実際の生物への応用に向けてさらに検証していく予定です。疾患の早期発見や、細胞ストレスのモニタリングにより、精密医療戦略を実現する可能性があります。また、“未病”の状態を示す細胞の変化を見極めることができる技術の開発も目指しています。

研究チーム

本研究は、NIMS若手国際研究センターのリナワティ・ストリスノさんや、ナノアーキテクトニクス材料研究センターのゲイリー・J・リチャーズ博士をはじめとする研究者たちによって実施されました。

まとめ

NIMSが開発したこの無害な光を用いた新しいイメージング技術は、細胞の状態を従来とは異なる高精度で把握できる方法として、病気の予防や治療に向けた新たな道筋を開くものとなります。今後、この技術が医療の現場でどのように活用されていくのか、その展開が期待されます。

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