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Single-molecule observation of interaction between proteins

Research Project

Project/Area Number 16H04094
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

Satoru Fujiyoshi  東京工業大学, 理学院, 助教 (70371705)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 林 宣宏  東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (80267955)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥16,900,000 (Direct Cost: ¥13,000,000、Indirect Cost: ¥3,900,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2016: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Keywords1分子イメージング / 1分子観察 / 低温顕微鏡 / 抗原抗体反応 / 1分子計測(SMD) / 一分子観察 / 1分子観察(SMD) / 共焦点顕微鏡 / 生体分子 / 生物物理 / 化学物理
Outline of Final Research Achievements

In cell, proteins interacted with one another, and forms a complex. The complex regulates biological functions. In the aim of the present work, we develop microscopy method for visualizing the molecular interaction. To visualize the interaction, we are developing a fluorescence microscope for cryogenic immobilized samples. As a result, the both ends of 10-nm-long double-stranded DNA molecules were localized with nanometer resolution.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

当該研究は数nm~100 nmの長さを観察するという顕微鏡における空白領域を埋めるものであり、学術的にも社会的にも大きな意義があると考えている。さらに、分子間相互作用は長い間その意義が指摘されながらも研究が難しい対象であった。よって、当該研究は将来的にとてもおおきな可能性をもっていると考えられる。今後は、この顕微鏡を応用し、細胞内や生体組織内における観察を可能にすることで、医学・薬学に貢献したいと考えている。

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2020 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (23 results) (of which Invited: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Aberration-corrected cryogenic objective mirror with a 0.93 numerical aperture2019

    • Author(s)
      Fujiwara Masanori、Ishii Takaki、Ishida Keita、Toratani Yasuharu、Furubayashi Taku、Matsushita Michio、Fujiyoshi Satoru
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 115 Issue: 3 Pages: 033701-033701

    • DOI

      10.1063/1.5110546

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nanometer Accuracy in Cryogenic Far-Field Localization Microscopy of Individual Molecules2019

    • Author(s)
      Furubayashi Taku、Ishida Keita、Kashida Hiromu、Nakata Eiji、Morii Takashi、Matsushita Michio、Fujiyoshi Satoru
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      Volume: 10 Issue: 19 Pages: 5841-5846

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.9b02184

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Cryogenic Fluorescence Localization Microscopy of Spectrally Selected Individual FRET Pairs in a Water Matrix2018

    • Author(s)
      Tabe Hiroaki、Sukenobe Kei、Kondo Toru、Sakurai Atsunori、Maruo Minako、Shimauchi Akari、Hirano Mitsuharu、Uno Shin-nosuke、Kamiya Mako、Urano Yasuteru、Matsushita Michio、Fujiyoshi Satoru
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry B

      Volume: 122 Issue: 27 Pages: 6906-6911

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.8b03977

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Three-Dimensional Localization of an Individual Fluorescent Molecule with Angstrom Precision2017

    • Author(s)
      古林 琢・本橋和也・若尾圭祐・松田 剛・喜井 勲・細谷孝充・林 宣宏・定家真人・石川冬木・松下道雄・藤芳 暁
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 139 Issue: 26 Pages: 8890-8994

    • DOI

      10.1021/jacs.7b03899

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  • [Presentation] 三次元カメラ共焦点クライオ(C3)蛍光顕微鏡2019

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      藤芳 暁
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      石田啓太, 藤芳暁, 松下道雄
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      日本物理学会秋季大会
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  • [Presentation] 温度安定化循環水によるクライオ蛍光顕微鏡のナノレベル安定化2019

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      滝島研人, 古林琢, 松下道雄, 藤芳暁
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      日本物理学会秋季大会
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  • [Presentation] クライオ蛍光顕微鏡による分子確度イメージングの実現2019

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      古林 琢、中田栄司、森井孝、藤芳暁、松下道雄
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      分子科学討論会
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  • [Presentation] 三次元カメラ共焦点顕微鏡によるクライオ1分子イメージング2019

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      松田剛、古林 琢、松下道雄、藤芳暁
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      分子科学討論会
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  • [Presentation] DNAオリガミを用いたクライオ超解像蛍光イメージング用色素の探索2019

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      溝内雄太、石井啓暉、中田栄司、森井孝、藤芳暁、松下道雄
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      分子科学討論会
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  • [Presentation] 高開口数かつ広視野のクライオ対物鏡2018

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      石井啓暉,虎谷泰靖,藤原正規,石田啓太,藤芳暁,松下道雄
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  • [Presentation] クライオ蛍光顕微観察における界面屈折に由来する収差の光学シミュレーションによる研究2018

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      石田 啓太,藤芳暁,松下道雄
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      第12回分子科学討論会
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  • [Presentation] クライオ蛍光顕微鏡による二本鎖DNAの1分子光イメージング2018

    • Author(s)
      古林琢,石田啓太,松下道雄,藤芳暁
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      第12回分子科学討論会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] クライオ1分子顕微鏡の機械的安定化2018

    • Author(s)
      富永波輝,松下道雄,藤芳暁
    • Organizer
      第12回分子科学討論会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 生体内1分子イメージングのための三次元カメラの開発2018

    • Author(s)
      松田 剛,藤芳 暁,松下 道雄
    • Organizer
      第12回分子科学討論会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 3次元点像分布関数を測定することによる分子レベル光イメージング:実験2018

    • Author(s)
      古林琢, 石田啓太, 松下道雄, 藤芳暁
    • Organizer
      日本物理学会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 3次元点像分布関数を測定することによる分子レベル光イメージング:光学シミュレーション2018

    • Author(s)
      石田啓太, 古林琢, 松下道雄, 藤芳暁
    • Organizer
      日本物理学会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] クライオ蛍光顕微鏡で分子を見ると2018

    • Author(s)
      藤芳暁
    • Organizer
      第27回バイオイメージング学会学術集会
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      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] クライオ 1 分子蛍光顕微鏡のための試料走査機構の製作2017

    • Author(s)
      石井啓暉, 古林 琢, 藤芳 暁, 松下道雄
    • Organizer
      日本物理学会 秋季年会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 1 分子の 3 次元位置をショットノイズ限界で測定可能な 顕微法の光学シミュレーション2017

    • Author(s)
      松田 剛, 古林 琢, 藤芳 暁, 松下 道雄
    • Organizer
      日本物理学会 秋季年会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] クライオ1分子蛍光顕微鏡の高精度化に向けた技術開発2017

    • Author(s)
      古林 琢, 松下道雄, 藤芳 暁
    • Organizer
      日本物理学会 秋季年会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] クライオ超解像蛍光顕微鏡の制作2017

    • Author(s)
      資延 啓,田邊大明,石井啓暉,松田 剛,古林 琢,松下道雄,藤芳 暁
    • Organizer
      分子科学討論会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 三次元分子解像度のクライオ一分子蛍光顕微鏡2017

    • Author(s)
      古林琢, 松下道雄, 藤芳暁
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      大阪
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] スペクトル選択クライオ超解像顕微法のための色素の探索2017

    • Author(s)
      資延啓, 田邊大明, 藤芳暁, 松下道雄
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      大阪
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 生体分子の高精度3Dイメージングを目指したクライオ蛍光顕微鏡の開発2017

    • Author(s)
      古林 琢・松下 道雄・藤芳 暁
    • Organizer
      日本化学会
    • Place of Presentation
      神奈川
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 絶対零度で蛍光1分子を見る2016

    • Author(s)
      藤芳 暁
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      筑波
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    • Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 顕微鏡2020

    • Inventor(s)
      藤芳暁、石田啓太
    • Industrial Property Rights Holder
      藤芳暁、石田啓太
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2020
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      2019 Annual Research Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2021-02-19  

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