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2012 Fiscal Year Annual Research Report

非線形光学を用いた核および染色体の動態・構造解析

Research Project

Project/Area Number 21248040
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

福井 希一  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00311770)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小関 泰之  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60437374)
伊東 一良  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80113520)
内山 進  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90335381)
Project Period (FY) 2009-04-01 – 2013-03-31
Keywords非線形光学顕微鏡 / 誘導パラメトリック発光顕微鏡 / 染色体動態観察 / 無染色可視化 / 低侵襲観察 / 細胞動態観察 / 極短パルスレーザー / ケージド化合物
Research Abstract

本課題では,極短パルスレーザー照射により四波混合過程で生じる微弱発光を検出し、対象物の構造のみならず対象物の分光学的性質を明らかとする、全く新しい光学理論に基づいた非線形光学顕微鏡、誘導パラメトリック発光顕微鏡(SPE顕微鏡)および,誘導ラマン散乱顕微鏡(SRS顕微鏡)を用いて、従来不可能であった染色体の完全無染色での三次元観察を行い,蛍光抗体や染色剤の影響をまったく受けない状態での染色体構造の動的変化を可視化し、詳細が不明である細胞分裂時における核・染色体の構造変化について、これまでにない新しい知見を得ることを目的としている。 昨年度までに,①生細胞を観察する際のパルス条件の検討,②低侵襲性を確保するためのレーザーパワーを抑えかつ高コントラストを得る光学系の開発,③差周波にメチレンの吸収があり、かつ水の吸収がない2850 カイザーを用いたIndian Muntjac染色体の可視化 ④マグネシウムイオンケージド化合物(DMNP-EDTA+ Mg2+)からの紫外線照射によるマグネシウムイオンの溶液中への拡散の観察とMg2+濃度変化による染色体構造の変化の観察を行い,SPEおよびSRS顕微鏡を用いたライブセルイメージングの基盤を確立してきた。そこで,本研究課題の最終年度である平成24年度は,これまでの知見を元に,これらの顕微鏡の分子識別能力を検証する目的で,種子細胞内にオイルボディーを形成する植物(Jatropha curcas L.)の生細胞観察を行い,オイルボディー特異的なシグナルの取得と,これを用いた可視化を試み,これに成功した。加えて材料をインタクトな状態で観察するため,反射型のSRS顕微鏡を構築し,これによるオイルボディの観察,すなわちインタクトな種子を用いたオイルボディーの観察にも成功した。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (22 results)

All 2012 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (15 results) (of which Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Sensitivity enhancement of fiber-laser-based stimulated Raman scattering microscopy by collinear balanced detection technique2012

    • Author(s)
      Keisuke Nose
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 20 Pages: 13958-13965

    • DOI

      10.1364/OE.20.013958

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-speed molecular spectral imaging of tissue with stimulated Raman scattering2012

    • Author(s)
      Y. Ozeki
    • Journal Title

      Nature Photonics

      Volume: 6 Pages: 845-851

    • DOI

      10.1038/nphoton.2012.263

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stimulated Raman hyperspectral imaging based on spectral filtering of broadband laser pulses2012

    • Author(s)
      Y. Ozeki
    • Journal Title

      Optics Letters

      Volume: 37 Pages: 431-433

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Protein encapsulation within synthetic molecular hosts.2012

    • Author(s)
      Fujita, D.
    • Journal Title

      Nat. Commun.

      Volume: 3 Pages: 1093-1093

    • DOI

      10.1038/ncomms2093.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chromosome observation by scanning electron microscopy using ionic liquid.2012

    • Author(s)
      Dwiranti, A.
    • Journal Title

      Microsc. Res. Tech.

      Volume: 75 Pages: 1113-1118

    • DOI

      10.1002/jemt.22038. Epub 2012 Mar 28.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] RBMX: a regulator for maintenance and centromeric protection of sister chromatid cohesion.2012

    • Author(s)
      Matsunaga, S.
    • Journal Title

      Cell Rep.

      Volume: 19 Pages: 299-308

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2012.02.005. Epub 2012 Mar 22.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Subharmonic synchronization of picosecond Yb fiber laser to picosecond Ti:sapphire laser for stimulated Raman scattering microscopy.2012

    • Author(s)
      Umemura, W.
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: 51 Pages: 022702-022702

    • DOI

      10.1143/JJAP.51.022702

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] FIB/SEMを用いた染色体3次元構造の解明2012

    • Author(s)
      福井 希一
    • Organizer
      第63回染色体学会
    • Place of Presentation
      旭川市大雪クリスタルホール
    • Year and Date
      20121005-20121007
  • [Presentation] ヒトコンデンシンSMCヒンジドメインの結晶構造解析2012

    • Author(s)
      福井 希一
    • Organizer
      第63回染色体学会
    • Place of Presentation
      旭川市大雪クリスタルホール
    • Year and Date
      20121005-20121007
  • [Presentation] Label-free observation of tissues by high-speed stimulated Raman spectral microscopy and independent component analysis

    • Author(s)
      伊東 一良
    • Organizer
      Photonics West 2013
    • Place of Presentation
      San Francisco
    • Invited
  • [Presentation] High-speed molecular spectral imaging by stimulated Raman scattering microscopy using wavelength-tunable pulses

    • Author(s)
      伊東 一良
    • Organizer
      CLEO:2012(Optical Society of America, 2012)
    • Place of Presentation
      San Jose
  • [Presentation] Sensitivity enhancement of fiber-laser-based stimulated Raman scattering microscopy by intensity noise suppressor

    • Author(s)
      伊東 一良
    • Organizer
      CLEO:2012(Optical Society of America, 2012)
    • Place of Presentation
      San Jose
  • [Presentation] 誘導ラマン分光を用いた無染色生体イメージング

    • Author(s)
      小関 泰之
    • Organizer
      フォトニクス技術フォーラム
    • Place of Presentation
      大阪科学技術センター
    • Invited
  • [Presentation] 誘導ラマン散乱を用いた無染色生体顕微鏡

    • Author(s)
      小関 泰之
    • Organizer
      第 50 回 光波センシング技術研究会
    • Place of Presentation
      東京理科大学
    • Invited
  • [Presentation] 誘導ラマン散乱による生体の分光イメージング

    • Author(s)
      伊東 一良
    • Organizer
      第5回超高速フォトニクスシンポジウム
    • Place of Presentation
      日本女子大学
    • Invited
  • [Presentation] 波長可変ピコ秒パルス光源を用いた誘導ラマン高速分光イメージング

    • Author(s)
      伊東 一良
    • Organizer
      第4回超高速光エレクトロニクス研究会
    • Place of Presentation
      慶応大学
    • Invited
  • [Presentation] Independent component analysis of stimulated Raman spectral images

    • Author(s)
      伊東 一良
    • Organizer
      応用物理学会
    • Place of Presentation
      愛媛大学
  • [Presentation] 誘導ラマン散乱顕微鏡用ファイバー光源におけるパルスの高強度化と雑音特性の検討

    • Author(s)
      伊東 一良
    • Organizer
      Optics & Photonics Japan 2012
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京)
  • [Presentation] ファイバー光源による誘導ラマン散乱分光顕微鏡

    • Author(s)
      伊東 一良
    • Organizer
      Optics & Photonics Japan 2012
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京)
  • [Presentation] 誘導ラマン分光顕微鏡と独立成分分析による生体組織観察

    • Author(s)
      伊東 一良
    • Organizer
      Optics & Photonics Japan 2012
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京)
  • [Presentation] 重水素交換質量分析を用いたヒトSMC タンパク質の相互作用解析

    • Author(s)
      福井 希一
    • Organizer
      第12回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
  • [Presentation] ヒト中期染色体におけるトポIIαおよびコンデンシンの構造的意味

    • Author(s)
      福井 希一
    • Organizer
      第35回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡

URL: 

Published: 2014-07-24  

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