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蛍光偏光顕微鏡ライブイメージングによるビメンチン動態制御機構の解明

Research Project

Project/Area Number 20J21131
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 48010:Anatomy-related
Research InstitutionTokyo Medical and Dental University

Principal Investigator

中井 紀  東京医科歯科大学, 医歯学総合研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2020-04-24 – 2023-03-31
Project Status Declined (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2022: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2021: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords細胞骨格 / 蛍光偏光顕微鏡 / ライブイメージング
Outline of Research at the Start

本研究の目的は、蛍光偏光顕微鏡を用いて核周囲ビメンチンネットワークの動態制御機構を明らかにすることである。具体的には、まず全反射型蛍光偏光顕微鏡で1分子蛍光偏光観察を行い、細胞内のビメンチン1分子の重合過程を観察する。またスピニングディスク共焦点型の蛍光偏光顕微鏡を開発し、ビメンチンネットワークの立体的な形態をリアルタイムかつ単一フィラメントレベルで解析する。これらの知見を融合し、核周囲ビメンチンネットワーク全貌の形態とそれを決定する重合・脱重合制御機構を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

【A.全反射型蛍光偏光顕微鏡による 1 分子蛍光偏光イメージング】共同研究先の谷研究室に出張し、1分子蛍光偏光イメージングを行った。現在、所属研究室の川岸助教と協力し、取得した画像から超解像画像を出力するプログラムを開発している。
【B.スピニングディスク蛍光偏光顕微鏡の開発】ハイパワーの光源を導入した。また、新しく偏光分光光学系を新しくひとつ作成したことで、スピニングディスク蛍光偏光顕微鏡が利用可能になった。
【C.核周囲ビメンチンネットワークの形態および動態の解析】ビメンチンのUnit Length Filamentの動態を調べるため、Unit Length Filamentのみを形成する変異体Vimentin Y117Lの利用を試みた。Vimentin Y117L-Halotagを発現させてUnit Length Filamentを観察することができたものの、我々が開発したビメンチン蛍光偏光プローブは、Unit Length Filamentに結合しなかった。
【D.核周囲ビメンチンネットワークと微小管との相互作用の解析】また、二色で蛍光偏光イメージングを行うため、赤色蛍光タンパク質ベースの蛍光偏光プローブの開発を試みた。赤色蛍光タンパク質と抗体様分子の連結方法を最適化することで、アクチンおよびビメンチンの赤色蛍光偏光プローブを作成することができた。この成果を論文として発表した(Nakai, 2021, BBRC)。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2022 2021 2020

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

  • [Journal Article] Development of nanobody-based POLArIS orientation probes enabled multi-color/multi-target orientation imaging in living cells2021

    • Author(s)
      Nakai Nori, Sato Keisuke, Tani Tomomi, Kawagishi Masahiko, Ka Hiromasa, Saito Kenta, Terada Sumio.
    • Journal Title

      BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS

      Volume: 565 Pages: 50-56

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.05.088

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Expanded repertoire of polaris, a versatile fluorescent probe for molecular orientation2022

    • Author(s)
      Nakai Nori, Sato Keisuke, Tani Tomomi, Kawagishi Masahiko, Ka Hiromasa, Saito Kenta, Terada Sumio
    • Organizer
      Biophysical Society Annual Meeting 2022
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Nanobody を利用した蛍光偏光ライブイメージングのためのプローブ Nanobody-based POLArIS の開発2022

    • Author(s)
      中井紀, 佐藤啓介, 谷知己, 川岸将彦, 夏博正, 齊藤健太, 寺田純雄
    • Organizer
      第14回 CBIR/ONSA/大学院セミナー共催 若手インスパイアシンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Nanobody を利用した蛍光偏光ライブイメージングのためのプローブ Nanobody-based POLArIS の開発2022

    • Author(s)
      中井紀, 佐藤啓介, 谷知己, 川岸将彦, 夏博正, 齊藤健太, 寺田純雄
    • Organizer
      第127回 日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 英文誌”Microscopy”が選んだ顕微鏡ホットトピックス2020

    • Author(s)
      中井紀、寺田純雄
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第63回シンポジウム 顕微鏡オンラインフォーラム2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2020-07-07   Modified: 2024-03-26  

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