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2015 Fiscal Year Annual Research Report

高速・高精細三次元1分子測定システムの開発

Research Project

Project/Area Number 26640132
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

舟橋 啓  慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (70324548)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Keywords1分子計測 / コンピュータ制御 / 画像処理
Outline of Annual Research Achievements

平成26年度にて電気式焦点可変レンズを用いた高速・高精細三次元1分子測定システムの構築、及び三次元1分子測定システムを用いたEB1複合体の三次元動態の計測が完了したため、平成27年度は3次元トラッキングソフトウェアを用いて細胞分裂期における微小管ダイナミクスの解析を行なった。具体的には、蛍光ビーズの3次元1分子トラッキングを行うことでin vitroでの拡散現象を測定し、その後 in vivo (Hela細胞)において微小管先端に結合するタンパク質であるEB1の3Dトラッキングを行った。
in vitroの測定ではtime-averaged MSDを用いて異常拡散係数を算出し、本システムを用いて拡散現象を正確に捉えられているか評価を行った結果、シミュレーションにより予測された異常拡散係数(0.83)と同等の値を取得できていることが確認された。またトラッキング結果からlifetimeと平均速度を算出し、2Dトラッキングとの比較を行った結果、lifetime、平均速度において3Dトラッキングでの結果に増加が見られたことから、3次元トラッキングを行う有用性を示すことに成功した。
本研究課題の目的であるin vivoにおけるEB1の3Dトラッキング結果より、EB1のlifetime、平均速度は2Dでの計測と比較して平均速度は増加しているが、lifetimeに関しては減少していることが分かった。lifetimeが減少した理由として、蛍光褪色の影響により十分な長さを持つEB1のトラックを取得できなかった点が挙げられる。今後は長時間観察を可能とする実験系構築、紡錘体結合タンパク質の機能解析が挙げられる。また、細胞分裂における力学モデル構築への応用も期待される。

  • Research Products

    (4 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] Cambridge University(United Kingdom)

    • Country Name
      United Kingdom
    • Counterpart Institution
      Cambridge University
  • [Presentation] Development of 3D single particle tracking system with an electrically tunable lens2016

    • Author(s)
      Yuichiro Nakai, Takumi Hiraiwa, Ryuichi Tanimoto, Mitsunori Ozeki, Atsushi Taniguchi, Shigenori Nonaka, Hiromasa Oku, Viji Draviam, Noriko Hiroi, Akira Funahashi
    • Organizer
      NIG International Symposium: Force, Information and Dynamics: X factors shaping living systems
    • Place of Presentation
      東京大学(東京・目黒区)
    • Year and Date
      2016-01-09 – 2016-01-11
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Implementation of Spatial SBML Modeling Software based on Microscopic Image2015

    • Author(s)
      Kaito Ii
    • Organizer
      HARMONY 2015
    • Place of Presentation
      Wittenberg (Germany)
    • Year and Date
      2015-04-20 – 2015-04-24
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Accelerating SBML Spatial Model Simulator using GPGPU2015

    • Author(s)
      Kota Mashimo
    • Organizer
      HARMONY 2015
    • Place of Presentation
      Wittenberg (Germany)
    • Year and Date
      2015-04-20 – 2015-04-24
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-01-06  

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