2015 Fiscal Year Annual Research Report
蛍光ダイヤモンドナノ粒子を使った生体分子のダイナミクス解析
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26286028
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
原田 慶恵 京都大学, 物質－細胞統合システム拠点, 教授 (10202269)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ナノバイオ / 生物物理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度は4つの異なる向きの外部磁場を印加し、得られたODMRスペクトルを解析することで、ダイヤモンドナノ粒子の角度を決定することができる装置及び、プログラムの開発を終了するとともに、ダイヤモンドナノ粒子の表面をビオチン化修飾し、ストレプトアビジンを介してビオチン化修飾したクラミドモナス鞭毛軸糸にダイヤモンド粒子を結合させ、ダイヤモンドのODMRスペクトルを測定し微小振動の検出を試みる実験を行った。本年度もこの実験を継続して行ったが、微小振動の観測はできなかった。その原因として、クラミドモナスの軸糸はその長軸方向にのみ振動しており、軸糸に結合させたダイヤモンド粒子が単に並進運動のみ行い、角度変化がほとんどないために今回の方法では検出ができない可能性がある。そこで確実に角度変化がある、細胞膜に存在する膜タンパク質の動きを観察することにした。膜タンパク質であるEGF受容体の数が多く存在するヒト上皮様細胞癌由来のA431細胞を使い、EGF受容体に、抗EGF受容体抗体を介してダイヤモンドナノ粒子を特異的に標識し、ダイヤモンドナノ粒子内のNVCのODMRスペクトルを数分ごとに記録し、そのパターンから、角度を決定した。その結果、EGF受容体の動きを観察することができた。このEGF受容体タンパク質の動きは、受容体の膜内の拡散運動というよりも、細胞膜の動きを反映しているものと思われる。そこで、今後は細胞膜の動きを変化させるであろう、細胞膜骨格を、破壊する試薬や逆に細胞膜骨格をより強固にする試薬を作用させ、EGF受容体の動きを計測してみる実験を行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定したクラミドモナス鞭毛軸糸の部小振動の観察はできなかったが、細胞膜タンパク質に抗体を介して特異的にダイヤモンドナノ粒子を結合させる方法を確立し、生きた細胞の細胞膜内のEGF受容体の動きをモニターすることに成功した。ダイヤモンドナノ粒子をプローブとして、1分子のタンパク質のダイナミックな動きを検出する方法が開発できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
EGFを作用させ、細胞骨格をより強固にしたA431細胞のEGF受容体に結合させたダイヤモンドナノ粒子の動きと、細胞膜骨格の主要成分であるアクチンフィラメントを脱重合させるラトランキュリンAを作用させたA431細胞のEGF受容体に結合させたダイヤモンドナノ粒子の動きを、すでに計測した、何もしていないA431細胞のEGF受容体に結合させたダイヤモンドナノ粒子の動きを比較することで、細胞骨格が細胞膜のゆらぎにいかに寄与しているかを明らかにするとともに、細胞膜のダイナミックな動きを計測していることを確認する。
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[Journal Article] ECHO-liveFISH: in vivo RNA labeling reveals dynamic regulation of nuclear RNA foci in living tissues2015
Author(s)
Oomoto I, Suzuki-Hirano A, Umeshima H, Han YW, Yanagisawa H, Carlton P, Harada Y, Kengaku M, Okamoto A, Shimogori T, Wang DO
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Journal Title
Nucleic Acids Res.
Volume: 43
Pages: e126
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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