生物の微細構造からの新たな発見

ウェビナー 1：Volume EMの概要
ウェビナー 2：Volume EMの試料作製
ウェビナー 3：Array Tomographyと組み合わせたVolume EMへの容易なアクセス
ウェビナー 4：シリアルブロックフェイスイメージングによる自動化されたVolume EM
ウェビナー 5：FIB-SEMによる精度の高いバランスのとれた高分解能微細構造
ウェビナー 6：Volume EMデータの画像処理と可視化

※ウェビナー動画は順次公開予定です。

講演者：

• Kirk Czymmek, Principal Investigator, Director, Advanced Bioimaging Laboratory, Donald Danforth Plant Science Center

生物は本質的に3次元であるため、細胞小器官、細胞、組織および生物の空間関係を画像で取得し、可視化して測定することができるアプローチにより、多くの重要な生物学上の疑問に対する解釈や洞察をより向上させることができます。
つい最近まで、細胞／組織の容積をナノスケールレベルで画像取得することは、非常に困難で、効率が悪く、手作業の多いプロセスでした。数百または数千の連続切片を自動的に取得するイメージング方法であるVolume EM（vEM）が開発されたことで、個々の超薄切片を用いた従来の透過型電子顕微鏡（TEM）をはるかに超えて、3D細胞の微細構造の出力範囲が拡大しました。Array Tomography（AT）はイメージング方法の一つで、ウルトラミクロトームで作製したリボン状または多数の連続超薄切片を基板上（グリッド、スライドガラス／カバースリップまたはシリコンウエハーなど）に収集します。これらの切片は、抗体によるプローブやコントラスト向上のための重金属による染色、光学、透過または走査電子顕微鏡によりイメージングされ、今後の測定のための試料保存が可能です。
一方、シリアルブロックフェイス走査電子顕微鏡（SBF-SEM）は、走査電子顕微鏡の内部に取り付けられたウルトラミクロトームによりダイヤモンドナイフで樹脂包埋された試料の薄い表面の層を連続的に切削して、その後そのブロックフェイスをイメージングします。関連するブロックフェイスのアプローチでは、集束イオンビーム搭載走査電子顕微鏡（FIB-SEM）がイオンビームを用いて超薄層を切削し、高分解能の等方性3Dボリューム画像の取得が可能です。
ここでは、i) 主要なvEMのワークフローの概要、その機能と使用のタイミングの説明し、ii) 試料作製の基礎の説明、iii) 生物学上の疑問に対する回答例およびiv) vEMの理解と成果をサポートするvEMのサポートコミュニティの共有について発表します。

講演者：

• Christel Genoud, Ph.D, Senior Lecturer, Faculty of Biology and Medicine & CEO of the Dubochet Center for Imaging. EPFL and Universities of Lausanne, Geneva, and Bern, Switzerland
• Corrado Cali, Ph.D, Associate Professor, Department of Neuroscience, University of Turin, Italy
• Jean Daraspe, Expert Scientist, Deputy Head, Universite de Lausanne

このウェビナーでは、試料作製からデータの取得・処理まで、Volume EMのさまざまな側面に及ぼす影響を紹介します。視野が複雑で広いため画一的なアプローチでは対応できませんが、このような場合でも共通の課題をはっきりさせ、考慮すべき必要な事項を明らかにすることを意図しています。このセッションは以下の3つに分けられています。
一つ目は、Christel Genoud博士が、固体化、コントラスト、包埋の種類などの因子が分解能、画像取得スピードおよび結果として取得された全般的な画質に及ぼす影響について掘り下げます。次は、Jean Daraspe氏が、画像取得と希望する結果という特定の目的を左右する、試料のマウントとトリミングの多様性を示す実践的な例を紹介します。切片またはブロック上の関心領域を標的とする戦略を提案し、マウント方法が帯電状態とイメージング状態の両方に及ぼす可能性がある影響について考察します。最後に、Corrado Cali博士は、顕微鏡写真の処理に重点を置いて、画像の解釈だけではなく、再構築の容易さにも影響を及ぼす試料作製について実例を示しながら解説します。博士は、前処理中の画像パラメーターの微調整が、さまざまな細胞型タイプの特定をどのように同定し、画像セグメンテーションタスクを向上させているのかを重点的に話します。
全般的にこのウェビナーでは、独自の研究ニーズにカスタマイズされた試料作製技術を厳密に評価し向上させるための具体例や知見を参加者に提供することを目的としています。

講演者：

• Luke Noon, Ph.D, Principal Investigator, CIPF research institute
• Corrado Cali, Ph.D, Associate Professor, Department of Neuroscience, University of Turin, Italy
• Jemima Burden, Ph.D, Head of Electron Microscopy, University College London

Array Tomographyはvolume EMの技術で、連続した超薄切片を切削して基板に回収し、SEMでイメージングして、試料の3次元表示を作り上げます。この技術の性質が非破壊性であることと基板上の切片が安定していることにより、この技術は繰り返して実施される自動画像取得に適しており、ユーザーのニーズとデータ処理能力に応じて、無制限に新たな関心領域をイメージングできます。
最初にJemima Burden博士が、Array Tomographyのワークフローを紹介し、これらの手順がよりフレキシブルなvolume EMの技術の一つに寄与していることを示し、生物医学や臨床の研究者、コア施設や地域団体にもたらされる実益について共有します。
Ian White氏は、多くのEMラボが既に所有している標準装置と組み合わせて、どのようにしてArray Tomographyがある程度すべてのものに真にアクセスすることができるvolume EMの技術となるのかについて説明し、今後の研究でArray Tomographyの優れた技術の利用を開始するときに役立つ、多くのArray Tomographyのコミュニティで共有されている秘訣とこつの一部を紹介します。
最後に、Luke Noon博士が、研究者の立場から、肝臓の神経末端の記録と再構築のために、この優れた技術の利用により、肝組織のラボのサンプリング能力がどのように変わるのかを共有します。

講演者：

• Laura Matino, Research fellow, School of Medicine and Surgery, Università degli studi di Milano Bicocca

生物学的構造と機能を十分に理解するには、それらの元となる画像をより良く描写する3次元のイメージングが必要となります。シリアルブロックフェイス走査電子顕微鏡（SBF-SEM）は、スライスアンドビュー（slice-and-view）の自動化された方法でボリューム情報を取得する新たな機会を提供します。
このウェビナーでは、Volutome技術についてと分解能、スピードおよび自動化の技術向上にフォーカスして、SBF-SEM装置の飛躍的な進歩を紹介します。次に、3つの異なる染色手法をまとめて検討し、試料の保存と結果としての優れたコントラストを確保すると同時にスピードアップした組織の作製と比較します。最後のイメージング結果を最大限に生かすための戦略（マウント技術、焦点電荷補正による試料の放電など）を提案するほか、検討している3D再構築へのアプローチについても紹介します。

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