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発生生物学とは、生命の根本的なプロセスに焦点を当てた生命科学の研究分野です。多細胞生物が成長し、発達していく過程を対象としています。研究対象となるプロセスには、胚発生、組織成長、形態形成、幹細胞分化、植物の発生、再生、さらには変態などが含まれます。これらの研究は、顕微鏡レベルと分子レベルの両方で行われ、研究を進めるためには複数の技術を組み合わせて活用することが求められます。
Andorは、細胞生物学者および発生生物学者が直面する研究課題に取り組むための技術的ソリューションを提供します。
発生生物学において、細胞移動は研究の重要な側面です。細胞は単独または集団で移動します。集団細胞移動は細胞間接触の維持、生物集団の分極化を保証し、協調的に調整されます。
Andorは、細胞運動のダイナミクスをリアルタイムで解析するソリューションを提供します。Dragonflyの高感度と高背景除去性能、ならびにAndor DragonflyおよびsCMOsカメラ（Sona 11など）が提供する広い視野により、集団細胞移動を数日間にわたり、光毒性や光退色なしにイメージングすることが可能です。Imarisを用いた追跡により、研究者は移動物体の自動解析、統計処理、結果のプロットを実現できます。 重要な点として、本データには高品質な3Dレンダリング画像が付属しています。
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形態形成の研究者は、生物全体の発生を駆動する分子的・細胞的メカニズムを研究します。成熟した生物においても、組織恒常性、組織再生、がん細胞の形態形成に焦点を当てて研究が可能です。
生体形態形成のイメージングには、極微量の光でも画像を得られる超高感度顕微鏡が必須です。EMCCDカメラの高感度と組み合わせたDragonflyは、形態形成ダイナミクス研究に最適な選択肢です。
遺伝子発現が形態形成に与える影響を解明するためには、Andorのクライオスタット「Microstat N」または「Microstat He-R」による高精度な試料切断が有効です。高い生産性を確保するためには、Andorの高速スピニングディスク共焦点顕微鏡（BC43またはDragonfly）を活用した画像取得が推奨されます。加えて、高感度かつ広い視野（FOV）を備えたsCMOSカメラも重要な選択肢となります。
画像解析は研究テーマに応じて選択できます。細胞系譜の追跡には「Imaris for Tracking」、遺伝子発現の共局在解析には「Imaris for Cell Biologists」が対応可能です。
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胚発生とは、卵から胚段階の完成に至るまでの生物の発達過程です。
Andorのベンチトップ型およびDragonfly共焦点顕微鏡は、広い視野角により胚発生研究に最適なツールです。研究者は単細胞状態から器官形成に至るまで、発育中の胚全体を捉えることが可能です。
Dragonfly近赤外（NIR）レーザーは、発育中の胚の生体イメージングに最適な選択肢です。EMCCDカメラと組み合わせたDragonflyを使用すれば、最小限の光強度で非対称細胞分裂のメカニズムを解明できます。
Andor ベンチトップ共焦点顕微鏡では、ゼブラフィッシュ（または他の大型モデル生物）の初期胚発生を画像化できます。DPC（深度相関顕微鏡）で個体全体を可視化し、DPCと共焦点イメージングを組み合わせることで蛍光局在を特定します。
特定の細胞集団の運命を解明するには光遺伝学ツール（Andor Mosaic）を活用できます。より強力なレーザーパルス（Micropoint）では局所的な細胞移動を誘導可能です。特定タンパク質を活性化または封鎖し、中胚葉・外胚葉・内胚葉形成への影響を解析します。
細胞系統の追跡や発生過程における細胞移動の解析、異なる細胞サブ集団の分析、さらには胚性遺伝子発現マーカーの分布プロットに至るまで、Imaris for TrackingおよびImaris for Cell Biologistsは、画像解析の定量化と3Dレンダリングに必要なツールを研究者に提供します。
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植物発生生物学者が取り組むべき課題は数多く存在します。
細胞タイプやゲノム特異性に関するデータベース構築を目的とした遺伝子発現解析では、試料の切片化が必要となります。植物組織の切断には、Microstat N または Microstat He-R が理想的なソリューションです。
AndorDragonflyの広い視野と特許取得のUniform Borealis Illuminationは、多色植物サンプルのイメージングに最適です。バックイルミネーションsCMOsカメラは、膨大な実験データの取得を高速化するために必要な速度と視野を提供します。NIRレーザーは、散乱や自家蛍光の問題を克服し、サンプル組織の深部までイメージングするのに理想的です。
Andor DragonflyとSRRFStream搭載iXon EMCCDカメラは、植物小胞輸送における速度と回折限界解像度の課題に対応します。
iKonカメラは長時間の露光でも低ノイズであるため、生物発光研究に最適です。一方、iXon EMCCDカメラは高感度であるため、単一分子生物発光イメージングに最適です。
Imaris for Cell Biologistsは、異なる植物組織のセグメンテーションや、細胞壁、細胞膜、核、葉緑体などの細胞内構造のセグメンテーションを可能にします。さらに、3Dレンダリング画像には、細胞間/細胞小器官内の距離をXYZでプロットしたグラフやその他の統計的測定値を付加できます。
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オルガノイドは臓器の複雑性を再現できる3次元構造体であり、科学研究において最も有望かつ急速に進化しているツールの一つです。
広視野、均一なBorealis照明、高速取得を特徴とするAndor共焦点顕微鏡イメージングシステム 「BC43 CF – 究極のベンチトップ型共焦点顕微鏡」と「DAndor Dragonfly」は、いずれも3Dオルガノイドのイメージングに優れています。Andor Benchtopは4色標識・厚さ500mmまでのサンプルに最適です。より深い組織のイメージングにはAndor Dragonflyを選択すべきです。
Sona 4.2-11が備える広い視野と高いダイナミックレンジにより、オルガノイドから放出される高強度から低強度まで、あらゆる光信号を確実に捉えることができます。
幹細胞分化からオルガノイド形成までの低光量ライブイメージングには、iXon EMCCDのような超高感度カメラが必要です。
光遺伝学/光刺激実験は、幹細胞からオルガノイドへの発生過程における細胞運命を解明できます。Mosaicは、発生中のオルガノイドの複数領域において1つ以上の細胞を局所的に活性化させる理想的なツールです。
細胞膜など、オルガノイドの特定の細胞構造や定義された領域におけるタンパク質回復のダイナミクスについては、Micropointによるレーザー照射で目的の領域を FRAP 漂白することが理想的な解決策となります。
Imaris for Cell Biologistsは、細胞運動の追跡から異なる細胞集団や系統の同定まで、オルガノイド生物学者に必要な全てのツールを提供します。これら全ては、堅牢な統計解析と圧倒的な3Dレンダリング動画・画像と組み合わせて利用可能です。
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血管研究は、血管がどのように形成されるか、また動脈や静脈内で血液がどのように流れるかを扱います。その応用範囲は、臓器・生物体の発生における血管新生から癌に至るまで多岐にわたります。
クライオスタット「MicrostatN」または「Microstat He-R」は、固定標本における血管壁形成を解析するため、高精度な切片作成に最適なソリューションです。
Andor高速マルチポイント共焦点システムはBorealis均一照明と連動し、凍結切片血管の高品質マルチタイル画像を瞬時に取得するのに最適です。4色標識サンプル取得にはベンチトップ型が合理的です。ただし4色以上の標識にはDragonflyを選択すべきです。
ベンチトップ型共焦点システムはAndor sCMOs検出器と連動し、ゼブラフィッシュ胚の生体血管新生を48時間以上連続撮影可能です。高速イメージング用途ではAndor Dragonflyの使用が推奨されます。Dragonflyは血管内の血流を高速（最大400フレーム/秒）で撮影可能です。sCMOsカメラはこうした高速事象の撮影に最適です。
Micropointを用いて血管を損傷し、損傷部位の血栓形成速度を評価します。Mosaicを用いて血管壁内での活性化タンパク質の拡散を解析します。
Imaris for Neuroscientistsは、臓器内の血管を追跡する理想的なソリューションです。研究者は様々な処理を施した血管の4D統計をプロットし、タイムラプス画像や固定組織画像の3Dレンダリングを実行できます。いずれの場合も、Imarisは血管内部の詳細な観察を可能にします。
当社のアプリケーション専門家に問い合わせる共焦点スピニングディスク顕微鏡法は、複数の発生生物学応用において理想的です。ピンホールによる背景除去機能により、この技術は厚い試料の深部までイメージングが可能で、3D情報を提供します。
さらに、デュアルマイクロレンズシステムと最適化されたピンホールサイズ／間隔を備えたマルチポイント回転ディスクは、高信号・低ノイズの画像を実現します。同時に、数日間にわたる発育中の生物の穏やかな生体イメージングを可能にします。
高速回転ディスクシステムは、固定標本・生体標本いずれのイメージングにおいても驚異的な生産性を保証します。
空間トランスクリプトミクス（またはマルチプレクシング）は、複数の（Xn）RNAをその2次元または3次元の生物学的文脈で明らかにします。空間トランスクリプトミクスの利点は、複数の遺伝子産物において、遺伝子がどこで発現しているか、そしてその周囲の環境を理解できる点にあります。
メカニズムとしては、まず、蛍光プローブがハイブリダイズされたRNA分子を標識し、画像データが取得されます（通常は体積モンタージュがスキャンされる）。その後、プローブは洗浄で除去されます。 各画像データセット取得後、「ストリップ・アンド・ウォッシュ」工程を経て、次のハイブリダイゼーションラウンドを実施します。この手順をN回繰り返し、大量の符号化画像データを生成します。マルチプレックスイメージングには、高感度スピニングディスク顕微鏡と、広視野（FOV）で画像領域全体に均一な照明を提供するカメラが理想的です。
拡張顕微鏡法（ExM）は、分析対象試料に関する超解像情報を提供するイメージングプロトコルです。拡張顕微鏡法では、試料を等方的に拡張することで超解像を実現します。超解像技術は一般的にカバーガラスから数nm以内の領域に限定され、組織の深部や発達中の構造体内部の超解像情報を得ることは不可能でした。ですが、ExMを用いることで、試料全体にわたって超解像を実現できます。
拡張の結果、試料はかなり大型化し、その信号は非常に微弱になります。拡張試料の撮像には、高感度EMCCD検出器と連動したデュアルマイクロレンズ方式のスピニングディスクが有効で、極めて微弱な信号まで確実に捉えることができます。Borealisによる均一照明は、拡張試料全体を撮像するために必要な複数のタイル画像をシームレスに結合することを可能にします。さらに、広い視野と高速取得を両立することで高い作業効率を実現し、必要なすべてのデータをタイムリーに取得するために不可欠です。
オプトジェネティクスは、光によって遺伝子操作された光感受性タンパク質を活性化または調節する生物学的手法です。光パルスを用いることで、研究者はニューロンの活性化、細胞形態形成、微小管動態など特定の細胞機能を操作できます。
Andor Mosaicは光遺伝学に理想的なツールであり、標本の複数領域を同時にかつ精密に制御して照射することを可能にします。
FRAP: 光退色 後の蛍光 回復法。
この手法では、蛍光色素を制御された条件下で特定の領域において光退色させます。光退色は高出力レーザーによって行われます。光退色後には、非退色の蛍光色素が退色領域へ拡散していく速度を測定することで、拡散係数を求めることができます。この拡散係数は、分子ダイナミクスに関する重要な情報を提供します。MicroPointは、FRAP実験に最適なツールです。
FRET:フォースター 共鳴 エネルギー 移動。
通常10nm以内の短距離で発生すします。FRETはドナー蛍光体からアクセプター蛍光体への励起状態エネルギーの直接移動を伴います。FRETを実現するには、ドナー発光スペクトルがアクセプター励起スペクトルと重なる必要があります。エネルギー移動後、アクセプター分子は励起状態に入ります。
FRETは分子間距離が極めて短いため、タンパク質間相互作用、DNA-タンパク質相互作用、タンパク質構造変化の解析に理想的な手法です。
生物発光とは、生物が自ら光を発生・発光する現象です。これは物理発光現象に由来し、励起なしに直接光を放出し、数分から数時間にわたって持続することが可能です。
顕微鏡観察における（バイオ）ルミネッセンスの主な利点は、自己蛍光の検出を回避し、励起光の散乱を防止できる点です。これにより高い信号対背景比が得られます。
励起が不要なため、この技術は生体内研究に極めて適しています（光退色や光毒性がない）。結果として、生きた生物における生物発光顕微鏡観察を非常に長い期間にわたって行うことが可能となります。
Andorは、サンプル調製から画像取得・解析まで、発生生物学向けの包括的ソリューションを提供します。組織サンプル調製には、サンプルの精密な切片作成を可能にするクライオスタットを採用。コンパクトで手頃な価格の「Andor ベンチトップ型共焦点顕微鏡」からハイエンドイメージングソリューション「Andor Dragonfly」まで、完全なイメージングソリューションを揃えています。低光量・困難なサンプルの撮像に最適な高感度EMCCDカメラ、高速かつ高解像度撮像を実現するsCMOs検出器をラインアップ。 ワークフローの最終段階では、細胞生物学者向けに様々なImarisパッケージによる画像解析オプションを提供します：Imaris for Cell Biologists
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