クライオ蛍光顕微鏡による生体分子の分子精度イメージング
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19J13557
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
古林 琢 東京工業大学, 理学院, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | 超解像蛍光顕微鏡 / 分子確度イメージング |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、生命現象の本質からの理解に向けて、細胞中の分子を直接観測し、生体分子の複雑なネットワークを可視化することを目標としている。このような観測は未だになく、我々はそれに向けて装置を自作し、細胞内分子光イメージングを目指している。その達成に向けて、まずはクライオ蛍光顕微鏡の再設計を行う。その後、従来法では光で構造を確認することが出来ていない、細胞内小器官の一つである微小管のイメージングを光イメージングに挑戦する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目標である生体分子の分子レベルイメージングに向けて、クライオ蛍光顕微鏡を用いて微小管の構造を分子レベルで光イメージングすることを目指した。
本実験の前提となるクライオ蛍光顕微鏡による分子確度イメージングについて、論文化し発表をした。The Journal of Physical Chemistry Letters誌に2019年9月に発表された。この内容の実験に反映させるべく、微小管を構成するタンパク質であるチューブリンに蛍光色素の染色を行った。これにより微小管の分子レベルイメージングを行うことを計画していた。
クライオ温度に凍結して微小管をイメージングできることを確認したが、分子レベルイメージングには至らなかった。原因は、①１分子ごとに位置決定をする際、他の蛍光分子が背景光ノイズ、②１分子ごとに励起するはずの色素が機能していないことが挙げられる。①について、私が開発したクライオ蛍光顕微鏡には背景光ノイズに弱いという弱点がある。これを克服する顕微鏡の開発を行っていた。この改良に向け、光学シミュレーションソフトを用いた。現在、この新しいクライオ蛍光顕微鏡の性能の評価を行っている。②について、微小管のようなタンパク質の集合体を１分子ごとに観察するには、光学顕微鏡の分解能を超える必要がある。我々は、クライオ温度に冷やした分子を、励起光を選択することで１つずつ位置決定を行い、分子レベルイメージングを行うことを目指している。クライオ温度に冷えた蛍光色素は、１分子ごとの周りの環境に応じて吸収スペクトルが細くなり異なるスペクトルとなる。これを用いて微小管の分子レベルイメージングを行った。しかし、選択した色素の吸収スペクトルが思うように細いものにならず、１分子ごとのイメージングが出来なかった。そこで、使用する色素の検討を行ったが、現状、相応しいものを見つけられていない。
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| Research Progress Status |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
