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Does protein clustering play a role in biological magnetoreception?

Research Project

Project/Area Number 18F18789
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

前田 公憲  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (70229300)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) ANTILL LEWIS  埼玉大学, 理工学研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2018-10-12 – 2020-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2018: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Keywordsクリプトクロム / 磁気感受 / 電子スピン共鳴 / 磁場効果 / 光シグナル / ラジカル対 / 電子スピン / 共焦点顕微鏡 / 蛍光顕微鏡
Outline of Annual Research Achievements

本研究は極めて順調に行われ,生体分子を取り扱える実験室の提供を受けて,クリプトクロムの合成を行った.哺乳類のHeLa細胞を用いてクリプトクロムを発現させた。埼玉大学機器分析支援センターのコンフォーカルレーザースキャン顕微鏡を使用して、クリプトクロムのクラスタリングが観察された.その結果報告された構造変化によるタンパク質のオリゴマー化が再現されている.その結果を踏まえ、様々な蛍光プロテインによるタンパク質発現と合成を行っている.合成は、埼玉大学大学院理工学研究科の坂田准教授の全面的な協力により開始され,初期段階での測定は、細胞ベースの蛍光顕微鏡で行われた。ただし、詳細な分光分析を行うには高感度キャビティリングダウン分光法を使用する方法を提案する.受入者である前田らは,そのような測定をすでに報告しており、改良された空洞リングダウン装置の開発が埼玉大学において進行中である.この目的のために、タンパク質の精製および濃縮と強化された光化学分光法の同時改善が要求されるが,これらは本研究では完了する事が出来なかった。これらが実現すれば,a)蛍光顕微鏡はクリプトクロムラジカルペアダイナミクスに関する空間情報.b)時間分解レーザーフラッシュ法からクリプトクロムラジカルペアダイナミクスに関する時間情報.c)電子スピン共鳴法から微小時空間の構造変化情報,を得ることが可能となる。
今回の研究により,クリプトクロム合成と観測,特にそのクラスタリングが観測された事の意義は大きい.さらに,本外国人特別研究員としての研究により新しい研究者間のネットワークが形成され今後の研究の原動力となる.また,本研究により受入研究者・前田と外国人特別研究員・アンテルとの結束はより強固となり,JSTさきがけ研究者としても,受入研究者・前田とともに研究を続ける,本研究が特別研究員の研究者としての飛躍を招いた事は言うまでもない.

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2019 2018

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Dynamics of flavin containing radical pairs in SDS micellar media probed by static and pulse magnetic field effect and pulse ADMR2019

    • Author(s)
      Maeda Kiminori、Naito Yusuke
    • Journal Title

      Molecular Physics

      Volume: 印刷中 Issue: 19 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1080/00268976.2019.1580779

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Single-molecule spectroscopy of radical pairs, a theoretical treatment and experimental considerations2018

    • Author(s)
      Noboru Ikeya, Egor A. Nasibulov, Konstantin L. Ivanov, Kiminori Maeda & Jonathan R. Woodward
    • Journal Title

      Molecular Physics

      Volume: Online Issue: 19 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1080/00268976.2018.1559954

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Gigantic Magnetic Field Effect on the Long-Lived Intermolecular Charge-Separated State Created at the Nonionic Bilayer Membrane2018

    • Author(s)
      Miura Tomoaki、Maeda Kiminori、Oka Yoshimi、Ikoma Tadaaki
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry B

      Volume: 122 Issue: 50 Pages: 12173-12183

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.8b08389

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 磁場スイッチング(SEMF)法によるFAD分子のアミノ酸によるクエンチング反応測定2019

    • Author(s)
      佐藤太一,坂下哲弘,Lewis Antill,前田公憲
    • Organizer
      第58回電子スピンサイエンス学会年会(SEST2019),第58回NMR討論会との連合大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Spatiotemporal measurement of cryptochromes for animal magnetoreception2019

    • Author(s)
      Lewis M. Antill, Ichiro Sakata, Kiminori Maeda
    • Organizer
      3rd QST International Symposium, "Quantum Life Science"
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Measurement of the quenching kinetics of FAD by amino acids studied by magnetic field switching experiments2019

    • Author(s)
      Taichi Sato, Akihiro Sakashita, Lewis M. Antill, Kiminori Maeda
    • Organizer
      3rd QST International Symposium, "Quantum Life Science"
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] フラビンアデニンジヌクレオチド,アミノ酸混合系のパルス磁場効果測定2019

    • Author(s)
      佐藤太一,ルイスマーティンアンテル,前田公憲
    • Organizer
      量子生命科学会 第1回大会(量子生命科学研究会 第3回学術集会)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Spatiotemporal measurement of cryptochromes for animal magnetoreception2019

    • Author(s)
      Lewis Martyn Antill
    • Organizer
      Spin Chemistry Meeting 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reaction control of radical pairs by optimized radiowave field”2019

    • Author(s)
      Kiminori Maeda
    • Organizer
      The 6th OCU International WS on Quantum Chemistry/Quantum Chemical Calculations on Quantum Computers: Quantum Algorithms
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Probing and controlling transient radical pairs by time resolved pulse magnetic field and magnetic resonance effects on reaction yield.2018

    • Author(s)
      Kiminori Maeda, Yusuke Naito, Masaya Sato, Nana Iwata, Taisuke Matsuo.
    • Organizer
      International-Conference on Coordination Chemistry (ICCC2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] The pulse magnetic field and radio-wave effect on the radical pair dynamics in biologically related systems2018

    • Author(s)
      Kiminori Maeda, Nana Iwata, Masaya Sato
    • Organizer
      III International Conference "Spin physics, spin chemistry and spin technology" (SPCT-2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Probing and controlling transient radical pairs by pulse magnetic field and RF field in low field regime2018

    • Author(s)
      Kiminori Maeda
    • Organizer
      Third Joint Conference of APES and IES Symposium 2018.
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 時間分解反応収量検出EPR法の進歩,実験と理論2018

    • Author(s)
      内藤祐輔、佐藤将也、増澤健太、菅原道彦、〇前田公憲
    • Organizer
      第57回電子スピンサイエンス学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-10-15   Modified: 2024-03-26  

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