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2014 Fiscal Year Research-status Report

高速AFMによる膜タンパク質の機能動態観察のための中空平面膜基板の開発

Research Project

Project/Area Number 26600052
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

内橋 貴之  金沢大学, 数物科学系, 教授 (30326300)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 飯野 亮太  大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 教授 (70403003)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Keywords1分子イメージング・ナノ計測 / 高速原子間力顕微鏡 / 膜タンパク質
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、電子ビーム(EB)リソグラフィー及び収束イオンビーム(FIB)を用いて基板へのナノ開口パターンの形成を試みた。EBリソグラフィーではアルミ蒸着ガラス基板へ、直径約50nmの開口パターンを形成し、光学顕微鏡/AFM複合機で開口形成の確認を行った。その結果、光学顕微鏡で透過光を確認できた位置でも、AFM像では開口が確認できず、残留レジスト膜により開口形成の歩留まりが良くないことがわかった。FIBでは、シリコン基板に直径約100nm程度の開口パターンを形成できる事を確認した。
開口パターン形成後の膜タンパク質の高速AFM観察に向けて、カリウムイオンチャネルKcsAのマイカ基板上での観察を行った。その結果、高速AFMで膜中のKcsA四量体を解像でき、膜内核酸運動を観察できることを確認できた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

電子ビームリソグラフィーによる開口パターン形成が当初予定より遅れており、直径が50nm程度の開口を効率よく形成することができていないため。

Strategy for Future Research Activity

収束イオンビームによる酸化膜付きシリコン基板への開口パターン形成を進める。開口パターンの作成の後、脂質二重膜の張り付けと、蛍光色素の封入により開口の密封度を蛍光顕微鏡で検査する。また、開口径が数十nm程度のガラスニードル先端への脂質膜の張り付けも試みる。
開口への膜の張り付け法を確立した後、イオンチャネルKcsAを再構成した脂質膜を用いて、高速AFM観察を進める。

Causes of Carryover

当初予定していた成果発表の旅費及び人件費を今年度は支出しなかったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

本年度は高速AFM観察の頻度が増えると予想されるため、AFMカンチレバー購入に繰越分も含めて使用する。

  • Research Products

    (11 results)

All 2015 2014

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 5 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Long-tip high-speed atomic force microscopy for nanometer-scale imaging in live cells2015

    • Author(s)
      M. Shibata, T. Uchihashi, T. Ando and R. Yasuda
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 5 Pages: 8724

    • DOI

      10.1038/srep0872

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Probing structural dynamics of an artificial protein cage using high-speed atomic force microscopy2015

    • Author(s)
      M. Imamura, T. Uchihashi, T. Ando, A. Leifert, U. Simon, A. D. Malay and J. G. Heddle
    • Journal Title

      Nano Letters

      Volume: 15 Pages: 1331-1335

    • DOI

      10.1021/nl5045617

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Two-way traffic of glycoside hydrolase family 18 processive chitinases on crystalline chitin2014

    • Author(s)
      K. Igarashi, T. Uchihashi, T. Uchiyama, H. Sugimoto, M. Wada, K. Suzuki, S. Sakuda, T. Ando, T. Watanabe, and M. Samejima
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 5 Pages: 2975

    • DOI

      0.1038/ncomms4975

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] キチナーゼによる結晶性キチンのプロセッシブ(連続的)な分解機構の解明2014

    • Author(s)
      杉本華幸, 五十嵐圭日子, 内橋貴之, 鈴木一史, 渡邉剛志
    • Journal Title

      日本応用糖質化学会誌

      Volume: 4 Pages: 107-112

  • [Journal Article] 高速原子間力顕微鏡による生体試料のダイナミクス観察2014

    • Author(s)
      内橋貴之
    • Journal Title

      膜誌

      Volume: 39 Pages: 322-328

  • [Presentation] High-speed atomic force microscope for imaging of biomolecular dynamics at solid surface2015

    • Author(s)
      Takayuki Uchihashi
    • Organizer
      10th Annual International Electromaterials Science Symposium
    • Place of Presentation
      Wollongong, Australia
    • Year and Date
      2015-02-11
    • Invited
  • [Presentation] Visualization of single molecule dynamics at work with high-speed atomic force microscopy2015

    • Author(s)
      Takayuki Uchihashi
    • Organizer
      The 7th Biennial Australian Colloid & Interface Symposium
    • Place of Presentation
      Hobart, Tasmania, Australia
    • Year and Date
      2015-02-03
    • Invited
  • [Presentation] 高速原子間力顕微鏡によるタンパク質のダイナミクスと物性計測2015

    • Author(s)
      内橋貴之
    • Organizer
      NIBBバイオイメージングフォーラム「物理特性のイメージング」
    • Place of Presentation
      基礎生物学研究所, 愛知県
    • Year and Date
      2015-01-27
    • Invited
  • [Presentation] 高速原子間力顕微鏡の開発とバイオ応用2015

    • Author(s)
      内橋貴之
    • Organizer
      新世代研究所水和ナノ構造・界面ナノ科学合同研究会「固液界面の水和ナノ構造と生体高分子ダイナミクス」
    • Place of Presentation
      伊豆長岡温泉 天坊, 静岡県
    • Year and Date
      2015-01-25
    • Invited
  • [Presentation] High-speed atomic force microscope for studying dynamic interactions in biomolecular system2015

    • Author(s)
      Takayuki Uchihashi
    • Organizer
      The 3rd International Symposium on Dynamical Ordering of Biomolecular Systems for Creation of Integrated Functions
    • Place of Presentation
      合歓の郷,三重県
    • Year and Date
      2015-01-10
    • Invited
  • [Book] “Development of high-speed AFM and its biological applications”, Chapter 8 in Atomic Force Microscopy in Nanobiology2014

    • Author(s)
      T. Uchihahsi, N. Kodera and T. Ando
    • Total Pages
      34
    • Publisher
      Pan Stanford Publishing

URL: 

Published: 2016-05-27  

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