光制御モーターと光漂白を窓口として細胞骨格アクティブマター・ネットワークの全体収縮と局所拡散を解明——原著論文「motor-driven microtubule diffusion in a photobleached dynamical coordinate system」の読み解き 学術研究の背景 アクティブマター（Active matter）システムは、近年の生物物理学および合成生物学における最先端トピックです。アクティブマターとは、エネルギーを消費し自身の運動や力発生に用いる「アクティブ成分」から構成されるシステムを指し、たとえば分子モーター（molecular motors）や細胞骨格（cytoskeleton）繊維などが挙げられます。アクティブマターシステムは生物体内で広く存在し...

学術的背景と問題提起 ミトコンドリアは真核細胞において重要な細胞小器官であり、細胞のエネルギー代謝、シグナル伝達、細胞の生存と死の調節に関与しています。ミトコンドリアの機能障害は、神経変性疾患、心血管疾患、糖尿病、がんなど多くの人間の疾患と関連しています。そのため、ミトコンドリアの動態を研究することは、その生物学的機能と疾患における役割を理解する上で重要です。しかし、従来の電子顕微鏡（EM）は非常に高い空間分解能を持っていますが、固定されたサンプルにしか適用できず、ミトコンドリアの動態を捉えることはできません。蛍光顕微鏡は生体サンプルの観察に使用できますが、特に3次元（3D）再構築や長時間のイメージングにおいて、光退色（photobleaching）の問題が定量分析の精度を大きく低下させてい...