Establishment of technique for supersaturation control in liquid cell transmission electron microscopy and its application to protein crystallization
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20H02580
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 28040:Nanobioscience-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
Yamazaki Tomoya 北海道大学, 低温科学研究所, 特任助教 (50735032)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2020: ¥13,650,000 (Direct Cost: ¥10,500,000、Indirect Cost: ¥3,150,000)
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| Keywords | 透過型電子顕微鏡 / 溶液セル / タンパク質 / 過飽和度 / 誘電泳動 / 試料冷却TEMホルダー / 放射線分解 / 結晶化 / 氷 / タンパク質結晶 / その場観察 |
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| Outline of Research at the Start |
溶液からタンパク質が結晶化するとき、結晶の種となる結晶核が生成する。この過程を核生成と呼ぶ。近年、その前後の過程において、従来観測されてこなかった現象（結晶核の生成に必要な前駆物質の生成など）が見つかりつつある。本研究ではまず、これらの現象を捉えることが可能な溶液セル透過型電子顕微法において、結晶化の駆動力を制御するための技術を確立する。そして核生成前後の描像解明にアプローチする。
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| Outline of Final Research Achievements |
To elucidate the crystallization process of protein crystals, it is necessary to observe the crystallization process with high temporal and spatial resolution. Such observation can be performed with a liquid-cell transmission electron microscopy. In order to perform efficient crystallization in the liquid cell, techniques to control supersaturation in the liquid cell were investigated. Three techniques were developed: radiolysis combined with anti-solvent, dielectrophoresis; specimen cooling. The application of these techniques to protein crystallization was investigated.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
結晶化の物理・化学的メカニズムの解明は長年に渡り取り組まれている学術的に重要な課題である。また結晶化は、創薬に関わるタンパク質分子の構造解析、産業に関わる半導体などの材料開発、地球の熱収支に関わる雲の生成などの基礎であり、社会的に重要な現象である。これを調べるのに有効な溶液セル透過型電子顕微鏡法において、結晶化を能動的に生じさせる手法を開発した。これにより結晶化の瞬間を捉えることが容易になり、結晶化の理解が飛躍的に進展することが期待できる。
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Report
(4 results)
Research Products
(18 results)
