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2021 Fiscal Year Research-status Report

変性タンパク質の高次構造をin vivo可視化する三次元分子配向イメージング

Research Project

Project/Area Number 21K19346
Research InstitutionJuntendo University

Principal Investigator

大友 康平  順天堂大学, 大学院医学研究科, 准教授 (40547204)

Project Period (FY) 2021-07-09 – 2023-03-31
Keywords超解像顕微鏡法 / 二光子顕微鏡法 / 分子配向イメージング / 高次構造
Outline of Annual Research Achievements

本課題は、生きた神経細胞内における生体分子の局在と高次構造を同時可視化する新規三次元分子配向イメージング法を確立することを目的とする。このために、研究代表者が取り組んできた二次元分子配向イメージング法の超解像化に着手した。2021 年度は、二光子スピニングディスク共焦点顕微鏡法とローカリゼーション法による相関顕微鏡システムの構築を行い、原理検証を行った。この過程で、前者の顕微鏡法をベースとし、線形アンミキシング法を利用した多色イメージング技術を開発した。培養細胞の分裂過程の多色三次元タイムラプス観察に成功したので、成果として報告を行った (Kamada et al., Sci. Rep. 2022)。また、関連する二光子顕微光学技術について、英文総説、日本語総説を複数執筆し、上記の成果についても一部報告した (Ishii et al., Neurosci. Res. 2022; 大友ほか Optronics 2021; 大友ほか 実験医学 2022; 根本ほか レーザー研究 2022; 大友ほか 生物物理 2022)。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究代表者は 2021 年 10 月に生命創成探究センターから順天堂大学大学院医科学研究科に異動した。そのため、実験時間が一部確保できなくなってしまったため、進捗がやや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

ローカリゼーション法をベースとした顕微鏡システムが完成したことから、代表者らが以前開発した偏光分離光学系を検出系に導入することで、二次元分子配向イメージングの超解像化に着手する。更に、本法の三次元分子配向イメージングへの拡張を目的とし、空間光変調器の導入による励起光の波面変調についても検証を進める。

Causes of Carryover

2021 年 10 月に生命創成探究センターから順天堂大学大学院医科学研究科に異動したことに伴い、顕微鏡システムの構築が遅延している。2021 年度に使用を予定していた助成金は 2022 年度の前期に、2022 年度に使用を予定していた助成金は 2022 年度の後期に執行を後ろ倒しし、研究計画を遂行する。

  • Research Products

    (12 results)

All 2022 2021

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Focusing new light on brain functions: multiphoton microscopy for deep and super-resolution imaging2022

    • Author(s)
      Ishii Hirokazu、Otomo Kohei、Takahashi Taiga、Yamaguchi Kazushi、Nemoto Tomomi
    • Journal Title

      Neuroscience Research

      Volume: 179 Pages: 24~30

    • DOI

      10.1016/j.neures.2021.11.011

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Low-invasive 5D visualization of mitotic progression by two-photon excitation spinning-disk confocal microscopy2022

    • Author(s)
      Kamada Takafumi、Otomo Kohei、Murata Takashi、Nakata Kaito、Hiruma Shota、Uehara Ryota、Hasebe Mitsuyasu、Nemoto Tomomi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Pages: 809-1-10

    • DOI

      10.1038/s41598-021-04543-7

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 何ができる? どこで使える? 先端蛍光顕微鏡つかい分けガイド2022

    • Author(s)
      大友康平、野中茂紀、亀井保博
    • Journal Title

      実験医学

      Volume: 40 Pages: 67~76

    • DOI

      10.18958/6941-00002-0000019-00

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 新規的な技術を用いた二光子顕微鏡による生体イメージングの展開2022

    • Author(s)
      根本知己、大友康平、高橋泰伽、山口和志
    • Journal Title

      レーザー研究

      Volume: 50 Pages: 68-71

  • [Journal Article] 二光子顕微鏡法の高解像化・高速化への展開2022

    • Author(s)
      大友康平、山口和志、石井宏和、根本知己
    • Journal Title

      生物物理

      Volume: 62 Pages: 131-133

    • DOI

      10.2142/biophys.62.131

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 二光子顕微鏡法の技術展開と生体イメージング応用2021

    • Author(s)
      大友康平、根本知己
    • Journal Title

      OPTRONICS

      Volume: 10 Pages: 99-103

  • [Presentation] 二光子顕微鏡法の高時空間分解能化と生体イメージング応用2022

    • Author(s)
      大友康平, 根本知己
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第42回年次大会
    • Invited
  • [Presentation] High-resolution intravital imaging based on novel two-photon microscopic technologies2022

    • Author(s)
      Kohei OTOMO
    • Organizer
      The 10th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 二光子顕微鏡の高分解能化による生体内微細構造イメージング2022

    • Author(s)
      大友康平, 石井宏和, 根本知己
    • Organizer
      第95回日本薬理学会年会
    • Invited
  • [Presentation] 新規二光子顕微技術による低侵襲生体イメージング2021

    • Author(s)
      大友康平
    • Organizer
      生理学研究所研究会 「細胞システム理解のためのシグナル応答原理解明の最前線」
  • [Presentation] 二光子励起顕微鏡法の時空間分解能向上2021

    • Author(s)
      大友康平, 石井宏和, 根本知己
    • Organizer
      第11回 名古屋大学医・生理研合同シンポジウム
  • [Presentation] 二光子顕微鏡法の機能向上と生理学応用2021

    • Author(s)
      大友康平, 根本知己
    • Organizer
      レーザー学会第557回研究会「光・レーザーの医学・医療応用」

URL: 

Published: 2022-12-28  

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