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2018 Fiscal Year Annual Research Report

細胞の「硬さ」を非接触計測するブリルアン散乱イメージング

Publicly Offered Research

Project AreaResonance Biology for Innovative Bioimaging
Project/Area Number 18H04749
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

市村 垂生  大阪大学, 先導的学際研究機構, 特任准教授(常勤) (50600748)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Keywordsメカノバイオロジー / 生物物理
Outline of Annual Research Achievements

初年度は、蛍光とブリルアン散乱の同時イメージング法の開発に取り組んだ。本研究項目は、当初計画で2年目に予定した研究項目であるが、研究機関の異動の都合で、当初の1年目に予定していた新規光学系構築を後回しにして、先に蛍光イメージングの研究を実施した。まず、使用する蛍光の波長域について検討した。ブリルアン散乱の励起光として532nmの高強度のレーザを用いているため、532nmにわずかでも吸収を持つ分子では、光褪色やフォトダメージが生じる。532nmよりも長波長側に吸収を持つ場合は、短波長側に吸収スペクトルが伸びているため吸収してしまう。このため、蛍光の波長は532nmよりも短いことが望ましいと判断した。これを踏まえて、蛍光タンパクとしてCFPとGFPを選択し、特定の分子を標識した細胞に対してブリルアン散乱と蛍光のイメージングを実施したところ、ブリルアン散乱励起によってもフォトダメージが小さいことが確認された。実際に、数種類の細胞について蛍光とブリルアン散乱の同時イメージングを実現した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究機関の異動に際して、実験装置系の再構築に時間を要したため。

Strategy for Future Research Activity

当初1年目に予定していた、高速イメージング法の開発を2年目に実施する。研究機関異動に伴い余儀なくされた顕微鏡系の再構築を、引き続き実施する。これと並行して高速イメージングのための並列分光法の要素技術を開発し、年度後半に顕微鏡系に実装することを予定している。

  • Research Products

    (7 results)

All 2018

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Kinesin-binding-triggered conformation switching of microtubules contributes to polarized transport2018

    • Author(s)
      Tomohiro Shima, Manatsu Morikawa, Junichi Kaneshiro, Taketoshi Kambara, Shinji Kamimura, Toshiki Yagi, Hiroyuki Iwamoto, Sotaro Uemura, Hideki Shigematsu, Mikako Shirouzu, Taro Ichimura, Tomonobu M. Watanabe, Ryo Nitta, Yasushi Okada, Nobutaka Hirokawa
    • Journal Title

      Journal of Cell Biology

      Volume: 217 Pages: 4164

    • DOI

      10.1083/jcb.201711178

  • [Journal Article] Cell type discrimination based on image features of molecular component distribution2018

    • Author(s)
      A. Germond, T. Ichimura, L.-d. Chiu, K. Fujita, T. M. Watanabe, H. Fujita
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8 Pages: 11726

    • DOI

      10.1038/s41598-018-30276-1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Raman spectral signature reflects transcriptomic features of antibiotic resistance in Escherichia coli2018

    • Author(s)
      A. Germond, T. Ichimura, T. Horinouchi, H. Fujita, C. Furusawa, T. M. Watanabe
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 1 Pages: 85

    • DOI

      10.1038/s42003-018-0093-8

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 光散乱を用いた顕微分光イメージングによる細胞計測2018

    • Author(s)
      市村垂生
    • Organizer
      第8回バイオナノフォトニクス新産業創造研究会
    • Invited
  • [Presentation] 多細胞システムのブリルアン散乱分光イメージング2018

    • Author(s)
      市村垂生
    • Organizer
      第16回医用分光学研究会
    • Invited
  • [Presentation] Elasticity imaging in multicellular systems by Brillouin scattering2018

    • Author(s)
      市村垂生, 渡邉朋信
    • Organizer
      第56回生物物理学会年会
    • Invited
  • [Presentation] ブリルアン散乱による多細胞システムの弾性イメージング2018

    • Author(s)
      市村垂生、ユリア・パニナ、渡邉朋信
    • Organizer
      平成30年度日本応用物理学会秋季学術講演会

URL: 

Published: 2019-12-27  

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