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2014 Fiscal Year Annual Research Report

新開発の極低温蛍光顕微鏡で観測する光合成タンパク質の動的性質

Research Project

Project/Area Number 24370060
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

柴田 穣  東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (20300832)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 野口 巧  名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60241246)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords顕微分光 / 極低温 / 1分子分光
Outline of Annual Research Achievements

補助金により購入した青色半導体レーザーを開発した極低温顕微鏡に組み込み、さらに高い空間分解能の測定を行えるようにした。このことにより、ある程度の空間分解能の向上が見られたが、理論的に予測される空間分解能には到達しておらず、現時点ではさらなる光学系の最適化が必要である。実際の空間分解能が理論値よりも劣っている原因は突き止めたので、今後必要な光学素子を購入し最適化することで、この問題は解消されるものと考えられる。
完成した極低温顕微鏡システムを用いて、以下の研究を推進した。
1)黄化したトウモロコシの緑化過程の研究。研究代表者らが、過去に市販のクライオスタットを用いて行ってきた研究を、高い空間分解能を持つ装置により行うことで、より詳細な情報を得ることが出来た。黄化した植物細胞内で、クロロフィルの前駆体、プロトクロロフィリドが局在するプロラメラボディと呼ばれる粒子の蛍光偏光異方性を世界で初めて詳細に測定し、内部での色素の配向状態を明らかにした。
2)クラミドモナスのステート遷移の研究。異なる波長の光を照射することで、低温での蛍光スペクトルが変化するステート遷移と呼ばれ現象では、アンテナタンパク質がステート遷移前後で移動していることと考えられている。培養したクラミドモナスを用いて、ステート遷移の前後での極低温での顕微蛍光分光を行い、実際にアンテナタンパク質の移動が起こっていることを示唆する結果を得ることができた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (14 results)

All 2015 2014

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Scrambled Self-Assembly of Bacteriochlorophylls c and e in Aqueous Triton X-100 Micelles2014

    • Author(s)
      Yoshitaka Saga, Tatsuya Saiki, Naoya Takahashi, Yutaka Shibata, and Hitoshi Tamiaki
    • Journal Title

      Photochem. and Photobiol.

      Volume: 90 Pages: 552-559

    • DOI

      10.1111/php.12219

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of a novel cryogenic microscope with numerical aperture of 0.9 and its application to photosynthesis research2014

    • Author(s)
      Yutaka Shibata, Wataru Katoh, Tomofumi Chiba, Keisuke Namie, Norikazu Ohnishi, Jun Minagawa, Hanayo Nakanishi, Takumi Noguchi, and Hiroshi Fukumura
    • Journal Title

      Biochim. Biophys. Acta

      Volume: 1837 Pages: 880-887

    • DOI

      10.1016/j.bbabio.2014.03.006

  • [Journal Article] 光合成系の光捕集過程を構造に立脚して理解する:理論と実験の融合で見えてきたこと2014

    • Author(s)
      柴田 穣
    • Journal Title

      日本物理学会誌

      Volume: 69 Pages: 639-643

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 開口数0.9を持つ極低温顕微鏡の開発2014

    • Author(s)
      柴田穣,加藤渉,浪江慶祐
    • Journal Title

      分光研究

      Volume: 63 Pages: 103-105

  • [Presentation] 緑色イオウ光合成細菌Chlorobaculum limnaeum RK-j-1株の変異体から単離精製した色素の異なるクロロソームの比較評価2015

    • Author(s)
      原田 二朗、柴田 穣、溝口 正、漁野 岬、寺村 美里、山本 健、民秋 均
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [Presentation] ピコ秒時間分解蛍光分光による極地に生育する蘚類および藻類の乾燥耐性の分子機構の研究2015

    • Author(s)
      柴田 穣、谷山 航一朗、Ahmed Ali、小杉 真貴子、福村 裕史
    • Organizer
      第54回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      東京農業大学
    • Year and Date
      2015-03-16 – 2015-03-18
  • [Presentation] CHARACTERIZATION OF CHLOROSOMES VARIANTS CONTAINING BACTERIOCHLOROPHYLL c, d, e, OR f IN THE MUTANTS DERIVED FROM THE IDENTICAL STRAIN OF BROWN-COLORED GREEN SULFUR BACTERIUM2014

    • Author(s)
      Jiro Harada, Yutaka Shibata, Misaki Ryono, Ken Yamamoto, Tadashi Mizoguchi, Hitoshi Tamiaki
    • Organizer
      2014 International Conference on Artificial Photosynthesis
    • Place of Presentation
      Awaji City, Hyogo, Japan
    • Year and Date
      2014-11-24 – 2014-11-28
  • [Presentation] 極低温顕微鏡を用いた緑化途上トウモロコシ生葉の光合成タンパク質前駆体の空間分布の測定2014

    • Author(s)
      千葉 知史、福村 裕史、柴田 穣
    • Organizer
      日本生物物理学会第52回年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [Presentation] 光合成蛋白質と金属ナノ粒子による水素発生人工光合成ナノデバイスの開発2014

    • Author(s)
      田原 一輝、河原 弘典、浪江 慶祐、井上 名津子、長尾 遼、加藤 祐樹、鞆 達也、柴田 穣、福村 裕史、菓子野 康浩、野口 巧
    • Organizer
      日本生物物理学会第52回年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [Presentation] Target analysis of the photosystem II-enriched membrane: The effect of oxidizing agent on the fluorescence quenching in PSII2014

    • Author(s)
      Ahmed Ali, Ryo Nagao, Takumi Noguchi, Hiroshi Fukumura, Yutaka Shibata
    • Organizer
      日本生物物理学会第52回年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [Presentation] 開口数0.9の極低温顕微鏡の開発と光合成タンパク質の1分子分光への応用2014

    • Author(s)
      柴田 穣
    • Organizer
      日本分析化学会
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-19
    • Invited
  • [Presentation] 新開発の開口数0.9の極低温光学顕微鏡による細胞内光合成タンパク質の不均一分布測定2014

    • Author(s)
      柴田 穣、千葉 知史、福村 裕史
    • Organizer
      第36回日本光医学・光生物学会年会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2014-07-25 – 2014-07-26
  • [Presentation] 理論と実験の融合で見えてきた植物型光合成の超高速光反応2014

    • Author(s)
      柴田 穣
    • Organizer
      第11回AMO討論会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2014-06-06 – 2014-06-07
    • Invited
  • [Presentation] 光合成タンパク質と金属ナノ粒子による水素発生人工光合成ナノデバイスの開発2014

    • Author(s)
      田原 一輝、河原 弘典、浪江 慶祐、井上 名津子、長尾 遼、加藤 祐樹、鞆 達也、柴田 穣、福村 裕史、菓子野 康浩、野口 巧
    • Organizer
      第5回光合成学会年会
    • Place of Presentation
      近畿大学
    • Year and Date
      2014-05-30 – 2014-05-31

URL: 

Published: 2016-06-01  

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