拡張顕微鏡技術を植物研究に応用する新手法を開発 (Bringing Expansion Microscopy to Plants)

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2025-03-07 ワシントン大学セントルイス校

ワシントン大学セントルイス校の生物学者ケビン・コックス氏は、拡張顕微鏡法(expansion microscopy)を植物研究に応用する低コストで効果的な方法を開発しました。拡張顕微鏡法は、試料を物理的に膨張させることで、従来の光学顕微鏡の限界を超えた高解像度観察を可能にする技術です。これまで、この技術は主に動物細胞で使用されていましたが、コックス氏の研究により、植物細胞の詳細な構造解析にも利用できることが示されました。この手法は、植物の細胞壁や細胞内構造を高解像度で観察することを可能にし、作物の改良や食糧安全保障の向上に寄与することが期待されています。

<関連情報>

ExPOSE:植物プロトプラスト系で展開顕微鏡を行うための包括的なツールキット ExPOSE: a comprehensive toolkit to perform expansion microscopy in plant protoplast systems

Kevin L. Cox Jr., Sarah A. Pardi, Lily O’Connor, Anastasiya Klebanovych, David Huss, Dmitri A. Nusinow …
The Plant Journal  Published: 06 March 2025
DOI:https://doi.org/10.1111/tpj.70049

拡張顕微鏡技術を植物研究に応用する新手法を開発 (Bringing Expansion Microscopy to Plants)

SUMMARY

Expansion microscopy (ExM) achieves nanoscale imaging by physical expansion of fixed biological tissues embedded in a swellable hydrogel, enhancing the resolution of any optical microscope several-fold. While ExM is commonly used in animal cells and tissues, there are few plant-specific protocols. Protoplasts are a widely used cell system across plant species, especially in studying biomolecule localization. Here, we present an approach to achieve robust expansion of plant protoplasts, termed Expansion microscopy in plant PrOtoplast SystEms (ExPOSE). We demonstrate that coupling ExPOSE with other imaging techniques, immunofluorescence and in situ hybridization chain reaction to visualize proteins and mRNAs, respectively, greatly enhances the spatial resolution of endogenous biomolecules. Additionally, in this study, we tested the effectiveness and versatility of this technique to observe biomolecular condensates in Arabidopsis protoplasts and transcription factors in maize protoplasts at increased resolution. ExPOSE can be relatively inexpensive, fast, and simple to implement.

生物工学一般
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