マルチビューリフレクター顕微鏡を用いた等方的分解能の六次元単一分子イメージング

単一分子方位局在顕微鏡法（single-molecule orientation-localization microscopy）と呼ばれる単一フルオロフォアの位置と方位の両方をイメージングする方法は、生化学過程研究の強力なツールである。しかし、単一分子蛍光に伴う光子量が限られているため、等方的なナノスケールの空間分解能の高次元イメージングが非常に困難になっている。今回我々は、単一分子の三次元（3D）位置と3D方位のイメージングに向けて、1.5 μmの深度範囲にわたって10.9 nmと2.0°の精度を示すラジアル・アジマス偏光マルチビューリフレクター（raMVR）顕微鏡を実現している。raMVR顕微鏡は、脂質コート球と過渡的に結合したナイルレッド分子の6D超解像イメージングを達成し、屈折率のミスマッチにもかかわらず、その球状形態を正確に解像している。ナイルレッドの回転ダイナミクスを観察することによって、raMVR画像は、共有結合性標識なしに、アミロイドベータオリゴマーによる脂質膜侵入も解像している。最後に我々は、細胞膜の6Dイメージングを実証し、特定フルオロフォアの方位から膜の流動性の不均一性を明らかにしている。我々は、raMVR顕微鏡のほぼ等方的な3D空間分解能と方位測定精度によって、生物系や化学系の内部の分子ダイナミクスの極めて詳細な6Dイメージングが可能になると予想している。