东大成功观测分子级别的真核细胞分裂

    东京大学研究生院教授浜口宏夫和该研究生院一年级博士生黄郁珊等人利用浜口开发的“时空分解拉曼散射光谱技术”，在全世界首次成功地在分子级别观测到了真核细胞的细胞分裂的连续变化过程。观测对象为酵母菌。 

　　过去通常都是先给对象细胞染色，然后利用电子显微镜作为静态图像进行观测的。此次所用的最新分析技术有可能对生命科学研究领域带来巨大的影响。研究成果的详细内容将刊登在2003年2月出版的拉曼散射光谱学术杂志《Journal of Raman Spectroscopy（拉曼散射光谱杂志）》上。 

　　此次实验是利用波长为632.8nm的红色光进行的。利用拉曼散射光谱技术分析生物物质时，一般不使用高能量的短波长电磁波。其原因是因为高能量电磁波不仅会破坏生物物质，而且作为背景噪声（Background Noise）的萤光发光增强之后，发自观测对象的光谱就会被掩盖掉。浜口等人以前曾经利用波长为1064nm的低能量近红外光的空间分解拉曼散射光谱技术，成功地在分子水平上区分出了癌细胞和正常细胞。当时尽管面临难以检测到近红外光的问题，但通过与日本浜松光电公司（Hamamatsu Photonics）等单位合作，已成功解决了这一问题。 

　　在此次实验中所用的红色光尽管其波长范围能够利用市售的设备进行检测，但却有可能破坏生物物质。因此黄郁珊将入射光的能量降低到了1mW，与普通的拉曼散射光谱技术中使用的能量相比降低一个数量级。为了确定入射光照射的位置，利用绿色萤光蛋白质对酵母菌的细胞核进行了染色。从实验的结果来看，尽管当初预计由于萤光噪音的影响将可能得不到酵母菌的光谱，但在细胞分裂的各个阶段均得到了明显的不同光谱，而且细胞也没有受到破坏。 

　　在细胞研究领域，由细胞开始分裂到完全分裂成2个细胞，直至这些细胞开始下一次分裂为止的时间被称为“细胞周期”。比如，细胞核分裂的阶段称为“M期”，开始进行DNA合成准备的阶段称为“G1期”，合成DNA的阶段称为“S期”，细胞分裂成两个、然后开始为下一次细胞核分裂做准备的阶段称为“G2”。 

　　浜口利用此次得到的酵母菌照片和光谱，推测了在细胞周期中出现的细胞构成要素。也就是说，由于在M期的前期构成细胞核的蛋白质光谱较强，而在后期则是具有粒线体的类脂体的光谱较强，并由此推测最初在有细胞核的部分产生了粒线体（Mitochondria）。由S期到G2期，由于构成细胞壁的多糖类物质光谱较强，由此推测到了细胞壁的成长。今后，浜口等人将继续利用拉曼光谱技术对其他细胞进行分析，以便在分子级别研究生命现象。/**/