現在、カリフォルニア大学サンタバーバラ校の研究者は、高速顕微鏡を使用して繊毛を研究する新しい方法を開発しました。ジャーナルElifeに掲載された彼らの調査結果は、繊毛の仕組みとそれらが動きを生み出す方法についての新しい洞察を提供します。
「繊毛は細胞の表面から突き出ているこれらの小さな毛のような構造です」と、UC Santa Barbaraの分子、細胞、および発達生物学部の研究の最初の著者であり、大学院生であるMelissa Zhang氏は述べています。 「それらは多くの異なる機能にとって本当に重要ですが、それらがどのように機能するかを完全には理解していません。」
繊毛の研究における主な課題の1つは、それらが非常に小さく、通常は数マイクロメートルしか長さであることです。これにより、従来のイメージング技術を使用してはっきりと見るのが難しくなります。この課題を克服するために、Zhangと彼女の同僚は、微分干渉コントラスト（DIC）顕微鏡と呼ばれる特殊なタイプの高速顕微鏡検査を使用しました。
DIC顕微鏡では、偏光光を使用して、サンプルの高コントラスト画像を作成します。これにより、研究者は以前よりもはるかに詳細に繊毛を視覚化することができました。
DIC顕微鏡を使用することに加えて、研究者はイメージング用の繊毛を準備する新しい方法も開発しました。彼らは、繊毛を蛍光分子でラベル付けするために、超解像度の光活性化局在局所化顕微鏡（PALM）と呼ばれる手法を使用しました。これにより、彼らは時間の経過とともに繊毛の動きを追跡することができました。
これらの新しい技術を使用して、研究者は繊毛についていくつかの重要な発見をすることができました。彼らは、繊毛が軸索と呼ばれる一連の繰り返しユニットで構成されていることを発見しました。各軸索は、互いに接続されている微小管である微小管ダブレットで構成されています。
研究者はまた、繊毛が波のような方法で動くことを発見しました。波は微小管ダブレットによって生成され、協調的な方法で曲がり、まっすぐになります。
「繊毛が非常に具体的に動くことを見ることができました」とZhangは言いました。 「彼らは波のようなパターンで曲がり、まっすぐになります。これが、流体の動きを生成するものです。」
研究者の発見は、繊毛の力学とそれらが動きを生み出す方法についての新しい洞察を提供します。これにより、原発性毛様体ジスキネジア（PCD）や多嚢胞性腎疾患（PKD）など、繊毛機能障害に関連するさまざまな疾患の理解を深めることができます。
