クロススケール顕微鏡の実現
Publicly Offered Research
| Project Area | New cross-scale biology |
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| Project/Area Number |
22H05534
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (III)
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
藤芳 暁 東京工業大学, 理学院, 助教 (70371705)
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| Project Period (FY) |
2022-06-16 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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| Keywords | クライオ光電子相関顕微鏡 / 細胞 / 小器官 / 蛍光 / １分子分光 / 蛍光顕微鏡 / 光電子相関顕微鏡 / クロススケール生物学 / クライオ蛍光顕微鏡 / 光電子相関観察 / 1分子分光 / 光電子相関 |
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| Outline of Research at the Start |
本課題の目的は、細胞内にあるメゾ複雑体を分子レベルで観察できる「クロススケール顕微鏡」を開発することにある。クロススケール顕微鏡とは、電子線トモグラフィーとクライオ蛍光顕微鏡を組み合わせた顕微鏡である。これにより、光と電子で凍結細胞の同一視野をナノレベルの分解能で観察することを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題の目的は、細胞内にあるメゾ複雑体を分子レベルで観察できる「クロススケール顕微鏡」を開発することにある。クロススケール顕微鏡とは、電子線ト モグラフィーとクライオ蛍光顕微鏡を組み合わせた顕微鏡である。これにより、光と電子で凍結細胞の同一視野をナノレベルの分解能で観察することを目指して いる。 蛍光顕微鏡は1分子の感度で細胞全体を観察できる唯一の方法である。しかも、フラグメント抗体などを用いれば、分子選択的な蛍光観察はもちろん、リン酸 化などの化学修飾選択的な観察も可能である。一方、クライオ電子顕微鏡は、細胞外であれば、分子複合体を原子レベルで観察できる。さらに、細胞全体を観察 するかわりに、収束イオンビームと走査型電子顕微鏡を組み合わせで細胞を加工し、凍結切片化した細胞に含まれる生体分子を観察する方法が提案されている。 このように、クライオ蛍光顕微鏡は小器官のような比較的大きな構造体の観察、電子顕微鏡は分子複合体の観察と、得意とする観察対象が分かれており、二つを 組み合わせると強力な顕微観察法になる。しかし、実際には、蛍光顕微鏡の分解能が電子顕微鏡に比べて2桁悪いため、同一視野を観察しても、それぞれの情報 を相関させることは困難である。ごく最近、申請者らは数nm分解能のクライオ蛍光顕微鏡を開発しており、光と電子の分解能の隔たりを解消した。本課題では、 ナノレベルの分解能のクライオ蛍光顕微鏡と電子線トモグラフィーを組み合わせた「クロススケール顕微鏡」を開発する。これにより、細胞内のメゾ複雑体を観 察し、生命現象の謎に挑むことを目的とした。
2023年度は目的にそって、「クロススケール顕微鏡」の開発を完了した。その応用例として、ミトコンドリアと小胞体間のコンタクトサイトの研究をおこなった。その結果、厚さ50 nmの樹脂包埋切片のクロススケール顕微鏡観察に成功した。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(12 results)
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[Presentation] 細胞内１分子ナノスコピーのための近赤外蛍光標識技術の開発2022
Author(s)
藏本和輝, 武藤慶, 宮崎龍也, 山口潤一郎, 成瀬寛太, 神谷直輝，荒巻秀和, 松下道雄, 小田春佳, 志見剛, 木村宏, 藤芳暁
Organizer
日本生物物理学会年会
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