1996 Fiscal Year Annual Research Report
レーザー光ピンセットによる超微細マニピュレータ技術の開発:膜蛋白分子の捕捉と操作
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06558108
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
片山 芳文 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (20014144)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古川 哲史 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助手 (80251552)
辰巳 仁史 名古屋大学, 医学部, 助手 (20171720)
平井 恵二 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助教授 (70156628)
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| Keywords | 光ピンセット / レーザー光 / ナノ・メートル計測 / 光学技術 / 微分干渉顕微鏡 / ビデオ画像処理 / 金コロイド粒子 / 膜蛋白分子 |
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| Research Abstract |
本研究は、3つの先端的光学技術(ビデオ強化型高倍率微分干渉顕微鏡、ナノ・メートル計測、および光ピンセット)を総合して新しいシステムを創り出す技術開発研究で、本システムを用いて生きた細胞あるいは細胞内小器官に微細操作を加えながらその構造と機能の変化を観察・解析できるようにすることを目的とする。昨年度、100mwのクリプトン・アルゴンレーザーを導入して光ピンセットの捕捉力を強化し、また、ピエゾ素子を利用した光ピンセットの微動操作機構を試みた。本年度は以下の改良を加えて使用しやすいシステムとした。瞳転送光学系を用いると光学的に対物レンズの瞳を共役な点に移動させることが可能で、共役な位置に遠隔操作できるミラーを置いて光ピンセットの作用点を視野のなかで移動させることができた。そこで最終的にはこの方式を用いて、粗動から微動までを制御できる機構としてコンピューター制御のもとに光ピンセットの作用点を決める操作を容易にすることができた。そして、最終年度にあたり、神経科学の領域における本システムの有用性を確認した。光ピンセットによって酵素分離後の浮遊神経細胞を顕微鏡下で任意の位置に移動させることができ、また、神経成長円錐のフィロポデイア先端を保持操作することができた。膜蛋白分子に付着した金コロイドの自由運動とこの金コロイドを光ピンセットで捕捉・束縛したときの運動を解析して細胞膜の力学的構造を考察できた。更に有用性を増すために、電気生理学的観察やカルシウムイオン濃度の光学的測定と同時に光ピンセット操作する方式について検討した。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] Hirai,K.他: "L-DOPA induces concentration-dependent facilitation and inhibition of presynaptic acetylcholine release in the guinea-pig submucous plexus." Brain Res.718. 105-111 (1996)
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[Publications] Morita,K.他: "Tetraethylammonnium-sensitive calcium-sensitive pottasium current in a subclass of the bullfrog dorsal root ganglion cells." Neuroscience Letters. 215. 193-196 (1996)
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[Publications] Furukawa,T.他: "Functional linkage of the cardiac ATP-sensitive K^+ channel to the actin cytoskeleton." Pflugers Arch.431. 504-512 (1996)
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[Publications] 辰巳仁史 他: "光ピンセットを用いて細胞膜蛋白分子間の相互作用を計測する技術" 中谷電子計測技術振興財団年報. 10. 66-71 (1996)
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[Publications] Tatumi,H.他: "Observation of growth cones of rat cultured neurons with evanescent light microscope." Neuroscience Research Suppl.20. s129- (1996)
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[Publications] Soeda,H.他: "Neurotransmitter release from growth cones of rat dorsal root ganglion neurons in culture" Neuroscience. (in press). (1997)
