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多色1分子イメージングによるT細胞活性化シグナル分子の時空間的な相互作用の解明

Research Project

Project/Area Number 12J08832
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biophysics
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

伊藤 由馬  東京工業大学, 生命理工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords1分子イメージング / マルチカラーイメージング / 人工脂質二重膜 / 免疫細胞 / 対物レンズ型全反射照明 / T細胞活性化
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、研究計画に従い、多色同時1分子観察画像の解析を継続して行った。特に昨年度において確立した蛍光1分子の軌跡解析手法を発展させ、それを3色同時撮影したT細胞表面の蛍光1分子動画に適用し、CD3-EGFPで標識された微小なマイクロクラスター内におけるTCRの1分子動態を定量解析した。その結果、クラスター内のTCRには少なくとも2種類の拡散状態が存在することを明らかにした。また、TCRとは相互作用しない膜タンパク質CD45においても、マイクロクラスター内では複数の拡散成分が得られたことから、これらの拡散の異なる環境はタンパク質の種類に依存しない可能性を示すことができた。
さらに、本研究で用いた脂質二重膜構築法の改良を行った。従来法は煩雑なガラス表面洗浄処理や専用装置が必要であるため、生細胞観察への適用に困難が伴い、利用が限られていた。そこで1分子観察に使われる洗浄方法を脂質二重膜の構築に適用し、均一な膜を再現性高く簡便に構築できる方法を確立した。特に洗浄過程で基板にダメージを与えないため、ガラスボトムディッシュ等の使用が可能になり、広範な細胞生物学の研究に利用することが可能になった。さらに、簡便に構築した脂質二重膜に対して、光褪色後蛍光回復(FRAP)法による観察を行い、数値シミュレーションにより拡散係数を見積もったところ、脂質二重膜は細胞表面より十分高い流動性を保持していることが確認できた。また、脂質二重膜上におけるT細胞表面マイクロクラスターの経時変化の観察から、細胞表面分子の流動性も維持されることを確認した。以上は生細胞や光学顕微鏡に限らず、1分子解析やin vitroでの表面分子の分析など、広汎に脂質二重膜を利用することが可能な方法であり、論文として報告した(Ito et al., 2014, Analytical Sciences)。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (20 results)

  • [Journal Article] A Facile Preparation of Glass-supported Lipid Bilayers for Analyzing Molecular Dynamics2014

    • Author(s)
      Yuma Ito, Kumiko Sakata-Sogawa, Makio Tokunaga
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 30 Issue: 12 Pages: 1103-1106

    • DOI

      10.2116/analsci.30.1103

    • NAID

      130004704345

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Live cell single-molecule imaging of T cell receptor and microcluster with planar lipid bilayers2014

    • Author(s)
      Yuma Ito, Kumiko Sakata-Sogawa, Makio Tokunaga
    • Organizer
      日本分子生物学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Microtubules instability and dynamics mediated by CLIP-170 in T cells2014

    • Author(s)
      Wei Ming Lim, Yuma Ito, Sakata-Sogawa, Makio Tokunaga
    • Organizer
      日本分子生物学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] T cell receptor on the surface of living cells changes in the dynamics inside microclusters revealed by single-molecule imaging analysis2014

    • Author(s)
      Yuma Ito, Kumiko Sakata-Sogawa, Makio Tokunaga
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Integrated imaging approach to the study of dynamics of chromatin2014

    • Author(s)
      Kumiko Sakata-Sogawa, Yuma Ito, Akihiro Fukagawa, Masahiko Harata, Hiroshi Kimura, Makio Tokunaga
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] The elucidation of the molecular mechanism of PDLIM2 activation2014

    • Author(s)
      Satoshi Toriyama, Yuma Ito, Takashi Tanaka, Makio Tokunaga, Kumiko Sakata-Sogawa
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] A series of GECO mutants suitable for calcium imaging in a wide range of calcium concentration2014

    • Author(s)
      Morio Ohki, Yuma Ito, Kumiko Sakata-Sogawa, Makio Tokunaga
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Quantitative imaging analysis of molecular dynamics of actin-related protein in the nucleus.2014

    • Author(s)
      Yuma Ito, Naomichi Inaba, Masahiko Harata, Hiroshi Kimura, Makio Tokunaga, Kumiko Sakata-Sogawa
    • Organizer
      Biophysical Society 58th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      San Francisco (USA)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular imaging analysis of regulatory mechanism of inflammatory response.2014

    • Author(s)
      Yuma Ito, Jun Takimoto, Takashi Tanaka, Tsuneyasu Kaisho, Kumiko Sakata-Sogawa, Makio Tokunaga
    • Organizer
      Biophysical Society 58th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      San Francisco (USA)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Single molecule analysis of signaling membrane proteins in T cell microcluster by multicolor live cell imaging.2013

    • Author(s)
      Ito Y., Sakata-Sogawa K., Tokunaga M.
    • Organizer
      第51回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      京都国際会議場(京都)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Quantitative analysis of molecular dynamics of Arpβ upon transcriptional activation by single-molecule fluorescence imaging and FRAP.2013

    • Author(s)
      Inaba N., Ito Y., Harata M., Tokunaga M., Sakata-Sogawa K.
    • Organizer
      第51回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      京都国際会議場(京都)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Quantification of calcium concentration in cells by imaging analysis usine GEM-GECO.2013

    • Author(s)
      Lim WM., Ito Y., Sakata-Sogawa K., Ibkunaea M.
    • Organizer
      第51回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      京都国際会議場(京都)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] FRET-based analysis of interactions between elongin B and elongin C.2013

    • Author(s)
      Oyama H., Ito Y., Tokunaga M., Sakata-Sogawa K.
    • Organizer
      第51回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      京都国際会議場(京都)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Single molecule analysis of signaling membrane proteins in T cell micrc cluster by multicolor live cell imaging.2013

    • Author(s)
      Toriyania S., Ito Y., Tokunaga M., Sakata-Sogawa K.
    • Organizer
      第51回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      京都国際会議場(京都)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Action mechanism of neuronal membrane lipid raft.2013

    • Author(s)
      Matsushima Y., Toda O., Ito Y., Sakata-Sogawa K., Paxton T., Boku A., Ohno S., Yonezawa T., Yokogawa T., Nishikawa K., Chung U., Tokunaga M., Hayashi N.
    • Organizer
      第36回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸コンベンションセンター(神戸)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Action mechanism of neuronal membrane lipid raft2012

    • Author(s)
      戸田収, 細谷悟史, 根岸瑠美, 伊藤由馬, 十川久美子, Thanai Paxton, 朴明宣, 大野敏, 米澤貴之, 福島慶子, 山下克子, 横川隆志, 西川一八, Chung ung-il, 徳永万喜洋, 林宣宏
    • Organizer
      第35回 日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡)
    • Year and Date
      2012-12-12
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Single molecule analysis of T cell activation with stimulatory lipid bilayers by live cell imaging2012

    • Author(s)
      伊藤由馬, 大山浩史, 十川久美子, 徳永万喜洋
    • Organizer
      第50回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知)
    • Year and Date
      2012-09-22
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of stimulatory lipid bilayer system for quantitative analysis of T cell activation by single molecule imaging2012

    • Author(s)
      Yuma Ito, Kumiko Sakata-Sogawa, Makio Tokunaga
    • Organizer
      Gordon Research Conference Single Molecule Approaches To Biology
    • Place of Presentation
      West Dover (USA)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Spatial-temporal dynamics of calcium signaling and organelles in T cell activation2012

    • Author(s)
      下沢将啓, 伊藤由馬, 十川久美子, 徳永万喜洋
    • Organizer
      第50回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Dynamics of intracellular Ca^2+ distribution measured by genetically encoded Ca^2+ indicators2012

    • Author(s)
      大山浩史, 伊藤由馬, 十川久美子, 徳永万喜洋
    • Organizer
      第50回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Multifocal plane microscopy for three-dimensional molecular imaging and quantification in living cells2012

    • Author(s)
      稲葉直道, 伊藤由馬, 原田昌彦, 徳永万喜洋, 十川久美子
    • Organizer
      第50回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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