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光ピンセット走査力顕微鏡の開発と細胞膜研究ヘの応用

研究課題

研究課題/領域番号 09358014
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 生物物理学
研究機関名古屋大学

研究代表者

楠見 明弘  名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50169992)

研究分担者 千葉 徳男  セイコーインスツルメンツ株式会社, 基礎技術研究所, 研究員
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
28,200千円 (直接経費: 28,200千円)
1999年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
1998年度: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
1997年度: 20,000千円 (直接経費: 20,000千円)
キーワード光トラップ / カンチレバー / 走査力顕微鏡 / 細胞膜 / 金コロイド / ラテックスビーズ / 膜タンパク質 / 膜裏打ちタンパク質 / 光ピンセット / 一分子操作 / 受容体 / 膜骨格 / 光ピンセット力顕微鏡 / トランスフェリン受容体
研究概要

本研究の目的は、光トラップ(光ピンセット)をカシチレバーとし、光トラップに3次元的に捕捉された金コロイド微粒子に結合させた抗体や他のタンパク質を探針とする、走査力顕微鏡(Scanning Force Microscope)を開発することである。この方法の応用範囲は広いが、特に、細胞膜の研究に適しており、細胞膜の領域構造の研究に応用しつつ、開発を進める。ライフサイエンス分野の多くの応用において、通常の原子間力顕微鏡にまさる方法にするのが目標である。本研究においては、原子間力顕微鏡のカンチレバーの部分を光トラップで置き換える。さらに、探針(または膜タンパク質などが探針となるときには、これに力を伝えるトランスデューサ)は特定のタンパク質を結合させた金コロイド微粒子(直径40nm)、または、ラテックスビーズ(直径210nm)である。バネ定数は、前者の場合0.03-10pN/mm、後者の場合0.1-50pN/mmの範囲で変えられる。
特にOT-SFMを細胞膜の研究に応用しつつ、装置の改善、実用化をはかった。すなわち、装置の実用試験を細胞膜について行い、多数の改良を加えた。細胞膜研究の主題は、膜タンパク質の局在化・集合の機構、および、それに果たす膜裏打ちタンパク質ネットワーク/細胞骨格の構造変化の役割、膜タンパク質-細胞骨格相互作用の役割の解明であった。さらに、プローブの調製法を工夫した結果、一価性に近い金コロイド微粒子を、うまい場合には調製する事ができた。

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] M. Tomishige: "Regulation mechanism of the lateral diffusion of band 3 in erythrocyte membranes by the membrane skeleton."J. Cell Biol.. 142. 989-1000 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Tomishige: "Compartmentalization of the erythrocyte membrane by the membrane skeleton : intercompartmental hop diffusion of band 3."Mol.Biol.Cell. 10. 2475-2479 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Kusumi : "Mobility and cytoskeletal interacions of cell adhesion recep."Curr.Opinion Cell Biol.. 11. 582-590 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Pasenkiewicz-Gierula: "Charge-pairing of headgroups in phosphatidylcholine membranes. A molecular dynamics simulation study."Biophys.J.. 76. 1228-1240 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takaoka: "Molecular dynamics generation of non-arbitrary membrane models reveals lipid orientational correlations."Biophys.J.. 79. 3118-3138 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Tomishige, Y.Sako, and A.Kusumi: "Regulation mechanism of the lateral diffusion of band 3 in erythrocyte membranes by the membrane skeleton."J.Cell Biol.. 142. 989-1000 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Tomishige, and A.Kusumi: "Compartmentalization of the erythrocyte membrane by the membrane skeleton : intercompartmental hop diffusion of band 3."Mol.Biol.Cell. 10. 2475-2479 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Kusumi, K.Suzuki, and K.Koyasako: "Mobility and cytoskeletal interacions of cell adhesion recep."Curr.Opinion Cell Biol.. 11. 582-590 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Pasenkiewicz-Gierula, Y.Takaoka, H.Miyagawa, K.Kitamura, and A.Kusumi: "Charge-pairing of headgroups in phosphatidylcholine membranes. A molecular dynamics simulation study."Biophys.J.. 76. 1228-1240 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takaoka, M.Pasenkiewicz-Gierula, H.Miyagawa, K.Kitamura, Y.Tamura, and A.Kusumi: "Molecular dynamics generation of non-arbitrary membrane models reveals lipid orientational correlations."Biophys.J.. 79. 3118-3138 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Pasenkiewicz-Gierula: "Charge-pairing of headgroups in phosphatidylcholine membranes. A molecular dynamics simulation study."Biophys. J.. 76. 1228-1240 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Tomishige: "Compartmentalization of the erythrocyte membrane by the membrane skeleton: intercompartmental hop diffusion of band3."Mol.Biol.Cell. 10. 2475-2479 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] A.Kusumi: "Mobility and cytoskeletal interactions of cell adhesion molecules."Curr.Opinion Cell Biol.. 11. 582-590 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] A.Kusumi: "Foreword for "New Approaches to Membrane Organization. The Proceedings of the Third International Membrane Research Forum"."Biophys. Chem.. 82. 81-82 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Pasenkiewicz-Gierula: "Cholesterol effects on the phosphatidylcholine bilayer polar region: a molecular simulation study."Biophys.J.. 78(in press). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] I.Dan: "Molecular cloning of MINK, a novel member of mammalian GCK family kinases, which is upregulated during postnatal mouse cebral development."FEBS Lett.. (in press). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Sako: "Cytoplasmic regulation of the movements of E-cadherin in the plasma membrane as studied by optical tweezers and single particle tracking." J.Cell Biol.140. 1227-1240

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] W.K.Subczynski: "Molecular organization and dynamics of 1-palmitoyl-2-oleoylphosphatidylcholine bilayers containing a transmembrane a-helical peptide." Biochemistry. 37. 3156-3164

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Takeuchi: "Atomic force microscopic observation of the membrane skeleton of human red blood cells.Methodology development for observation of the cytoskeleton." Biophys.J.74. 2171-2183

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Tomishige: "Regulation mechanism of the lateral diffusion of band 3 in erythrocyte membranes by the membrane skeleton." J.Cell Biol.142. 989-1000

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yamaguchi: "Synthesis of phospholipids containing 2-nitrobenzyl ester moieties at the terminals of alkyl chains and properties of photodegradable liposomes from the lipids." Bull.Chem.Soc.Japan. 71. 1923-1929

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] A.Kusumi.: "Application of laser tweezers to studies of the fences and tethers of the membrane skeleton which regulate the movements of plasma membrane proteins." Methods Cell Biol."Laser Tweezers",M.P.Sheetz,Ed.173-194 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Sako.: "Comparison of two-photon excitation laser scanning fluorescence microscopy with UV-confocal laser scanning fluorescence microscopy." J.Microscopy. 185. 9-20 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Sako.: "Cytoplasmic regulation of the movements of E-cadherin in the plasma membrance as studied by optical tweezers and single particle tracking." J.Cell Biol.(in press).

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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