2013 Fiscal Year Annual Research Report
動的カドヘリン複合体の機能：３次元１分子超追跡法の開発による解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Spying minority in biological phenomena -Toward bridging dynamics between individual and ensemble processes- |
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| Project/Area Number |
24115510
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
藤原 敬宏 京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 講師 (80423060)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 1分子計測 / 3次元追跡 / 細胞膜 / 細胞間接着分子 |
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| Research Abstract |
本研究は、（１）サブミリ秒時間分解能で生細胞上の１蛍光分子を追跡できる、高感度－高速カメラ顕微鏡システムをさらに発展させ、多数の蛍光標識分子を同時に、１分子毎に追跡できる、３次元１分子イメジング顕微鏡を開発すること、（２）その顕微鏡を使って、少数分子からなる動的E-カドヘリン複合体がどのように動き、会合／解離し、アクチン線維による制御を受け、細胞間接着構造であるアドヒーレンス・ジャンクション（AJ）の形成と分解をおこなっているか、を解明することを目的としている。
本年度は、以下の研究進捗があった。
１．0.7ミクロンずらした2つの焦点面を、2台の高速カメラで同時観察し、それぞれの焦点面における1分子像の強度分布をもとに、深さ方向1ミクロンの範囲でz座標を決めるプログラムを開発した。さらに、対物レンズをマウントしたピエゾzスキャナを、30 Hzの正弦波駆動で最大10ミクロンにわたって繰り返しスキャンし、1ミクロンおきに高速撮像（5ミクロン範囲の追跡の場合は露光時間最大1ミリ秒、10ミクロン範囲では最大0.4ミリ秒）をおこなった。光学音響素子によってレーザー照射のタイミングをカメラの露光時間に同期させた。
２．開発した顕微鏡システムにより、細胞膜上の受容体（鉄イオン輸送分子トランスフェリン受容体、細胞間接着分子E-カドヘリン）の3次元1分子運動追跡を試みた。x, y方向に30ミクロン、z方向に5ミクロン（1ミクロンおきに1ミリ秒露光）にわたる、受容体1分子像の30 Hz（ビデオ速度）での繰り返し撮影に成功した。ただし、z座標の高精度の位置決めと、数秒以上の3次元1分子運動追跡のためには、1分子蛍光像のシグナル／ノイズ比、および、観察可能時間（褪色までの時間）が不十分であり、使用する蛍光プローブとターゲット分子の標識法、観察条件のさらなる改善を要することが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25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 |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Biocompatible fluorescent silicon nanocrystals for single-molecule tracking and fluorescence imaging2013
Author(s)
H. Nishimura, K. Ritchie, R. S. Kasai, M. Goto, N. Morone, H. Sugimura, K. Tanaka, I. Sase, A. Yoshimura, Y. Nakano, T. K. Fujiwara, and A. Kusumi
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Journal Title
J. Cell Biol.
Volume: 202
Pages: 967-983
DOI
Peer Reviewed
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