2012 Fiscal Year Annual Research Report
タンパク質の高速揺らぎ運動と細胞内における安定性の一分子観測
Publicly Offered Research
| Project Area | Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions |
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23107702
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
高橋 聡 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30283641)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | タンパク質 / ゆらぎ運動 / 一分子蛍光観察 / 細胞内安定性 / 折り畳み運動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、タンパク質の示す運動を一分子レベルで高速観察すること、さらに、細胞内でのタンパク質の一分子観察を可能にすることを目的として計画した。第一のタンパク質運動を高速測定する装置に関しては、二色の蛍光の同時観察が可能なラインフォーカス型の共焦点顕微鏡を開発し、一分子継続蛍光観察の時間分解能を数十マイクロ秒にまで短縮した。B domain of protein A（BdpA）と呼ばれるタンパク質について、変性過程の一分子観察を行った。その結果、変性状態においてさまざまな構造と運動性を持つ状態が存在することを見いだした。特に、装置の観察時間の5ms程度の間、大きく構造を変えない複数の状態の存在が示唆された。この成果を、Nature系のオンライン誌であるScientific Reportsに投稿し、現在リバイスの過程である。さらに、この装置を用いて、ユビキチンの変性過程についての高速一分子測定を行った。驚くことに、BdpAで観察された複数の構造状態がユビキチンの変性状態にも存在することを見いだした。また、マルトース結合タンパク質について、試料流路と試料との相互作用が、観測に影響を与えることを観察し、装置を使った観測のためには、流路内面の親水的なコーティングが重要であることを見いだした。そのため、流路内面をBSAなどを用いて親水コーティングする手法を開発した。以上のように、本年度の努力により、ラインフォーカス型高速一分子観察装置は、蛍光色素をラベル化した試料さえあれば誰でも簡単に一分子観察が可能な装置として、実用的な装置として完成させることができた。第二の細胞内のタンパク質の観察については、共焦点顕微鏡を開発し、ドナー蛍光とアクセプター蛍光の両方を観察しながら基板においた蛍光試料のイメージングを可能にした。この装置を用いることで、細胞のイメージングが可能になった。
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| Research Progress Status |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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