2015 Fiscal Year Annual Research Report
個々の要素分子の動態を同時計測して生体分子システムの動作原理を探る
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26840057
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
市村 垂生 国立研究開発法人理化学研究所, 生命システム研究センター, 研究員 (50600748)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 生物物理 / 一分子計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までに構築した波長分離型の超解像顕微鏡システムを利用して、筋肉を構成するミオシンフィラメント（ミオシン２）の複数のヘッドの動態計測に取り組んだ。ミオシンフィラメントはミオシンの自己組織化によって作製した。この際、ヘッドの個数を数個のオーダーに制御するために、ヘッドの無いミオシンフィラメント（ミオシンロッド）を一定の比率で混在させた。また、蛍光プローブとして７色の量子ドットを用い、自己組織化する前のヘッドに対してビオチンアビジン結合を介して標識した。顕微鏡で観察した結果、同一フィラメント上で動作する複数のミオシンヘッドを観察することができた。
また、上記の計測では１次元方向の座標の変位を検出していたが、将来の応用のために２次元計測を可能とする光学系を設計、試作した。この方法では、蛍光像の信号を２光路に分岐し、一方の光路で画像を回転し、両方の光路を分光器に導いた。それぞれの画像でｘおよびｙ座標を推定することができる。ここで、同じ量子ドット由来の２つの蛍光輝点をペアリングするために、各輝点の強度揺らぎの時間プロファイルの間の相関係数を用いることを提案し、方法論を構築した。統計的有意な相関係数とフレーム数の関係を実験とシミュレーションにより明らかにした。この方法を用いて、実際に１本のアクチンフィラメント上の複数のミオシン５の運動を、２次元的にトラッキングすることに成功した。
これらの研究成果をまとめた論文を執筆し、研究期間終了時までに科学専門誌に投稿した。
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[Journal Article] Dependence of fluorescent protein brightness on protein concentration in solution and enhancement of it2016
Author(s)
Takamitsu J. Morikawa, Hideaki Fujita, Akira Kitamura, Takashi Horio, Johtaro Yamamoto, Masataka Kinjo, Akira Sasaki, Hiroaki Machiyama, Keiko Yosizawa, Taro Ichimura, Katsumi Imada, Takeharu Nagai, Tomonobu M. Watanabe
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 6
Pages: 22342
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] 波長分離による複数分子ナノ追跡2015
Author(s)
市村垂生, 垣塚太志, 池崎圭吾, 金城純一, 藤田英明, 渡邉朋信
Organizer
第56回応用物理学会年会
Place of Presentation
名古屋国際会議場（愛知県・名古屋市）
Year and Date
2015-09-13 – 2015-09-16
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