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単一細胞バイアビリティイメージング

研究課題

研究課題/領域番号 11227201
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

末永 智一  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70173797)

研究分担者 尾形 健明  山形大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50091830)
樋口 秀男  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90165093)
大友 征宇  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10213612)
木下 一彦  慶応義塾大学, 理工学部, 教授 (30124366)
研究期間 (年度) 1999 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
155,500千円 (直接経費: 155,500千円)
2002年度: 35,200千円 (直接経費: 35,200千円)
2001年度: 41,800千円 (直接経費: 41,800千円)
2000年度: 49,600千円 (直接経費: 49,600千円)
1999年度: 28,900千円 (直接経費: 28,900千円)
キーワードイメージング / 細胞活性 / 電気化学顕微鏡 / 光合成細菌 / 共焦点レーザー顕微鏡 / 光トラッピング / 好中球内顆粒 / 電子スピン共鳴 / 共焦点顕微鏡 / 細胞運動 / フリーラジカル / 一分子観察 / 超高感度蛍光顕微鏡
研究概要

本年度は以下の結果を得た。
(1)マイクロスタンプ法などによって,単一細胞レベルで細胞を配列させることができた。電気化学顕微鏡による呼吸量計測によるバイアビリティイメージングを行い,細胞パターンの形状が細胞活性に与える影響を調べた。また,心筋細胞のパターンにおけるギャップ結合の活性についても薬理学的な応答を評価することができた。
(2)バリノマイシンの添加に伴ってE.coli細胞の膜内外にカリウム拡散電位が形成され、蛍光強度が増大して行く様子が,Bis-oxonol型の膜電位感受性色素であるDiBAC_4(3),および共焦点レーザー顕微鏡を用いて観測できた。また,脂質の再構成膜小胞を作製して膜内外のpHを^<31>P核磁気共鳴で観測することも試み,脂質にコレステロールを加えて作製した膜小胞では、膜内外のpH差が観測され、それが24時間以上持続できることが明らかとなった。
(3)光トラップで好中球内顆粒を捕捉したのち,トラップの中心を1秒間矩形波状に100nm変位させ,顆粒の動きを4分割光ダイオードで分析した。また,毒素タンパク質1ukFとHSのシステインミュータントを作成し,そのシステインに蛍光をラベルした.この毒素タンパク質と血球を反応させて,タンパク質の膜上での集合の様子を,1分子蛍光観察から決定した.
(4)サクラマスの魚卵について,受精,孵化,ストレス負荷時における生体内酸化還元機能および形態変化の情報を得るために,in vivo ESR計測および,in vivo Optical Coherent Tomography (OCT)計測を行った。ポータブルESR装置を飼育現場に搬入して測定を行ったところ,正常卵のみに呼吸に起因すると考えられるスピンプローブ剤のESR信号強度がリズムを刻んで増減する現象を捉えることができた。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (34件)

  • [文献書誌] M.Nishizawa: "Micropatterning of HeLa Cells on Glass Substrates and Evaluation of Respiratory Activity Using Microelectrodes"Langmuir. 18. 3645-3649 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kasai: "Simultaneous Detection of Uric Acid and Glucose on a Dual-Enzyme Chip Using Scanning Electrochemical Microscopy/Scanning Chemiluminescence Microscopy"Anal.Chim. Acta. 458. 263-270 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nishizawa: "Micropatterning HeLa Cell Culture on PEG Monolayer-Coated Glass Substrates"Chem.Lett.. 9. 904-905 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kaji: "Intracellular Ca^<2+> Imaging for Micropatterned Cardiac Myocytes"Biotech.Bioeng.. 81. 748-751 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Z.-Y.Wang: "Selective Detection and Assignment of the Solution NMR Signals of Bacteriochlorophyll a in a Reconstituted Subunit of a Light-Harvesting Complex"J.Am.Chem.Soc.. 124. 1072-1078 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Umetsu: "Circular and Magnetic Circular Dichroism Studies of Bacteriochlorophyll c Aggregates : T-Shaped and Antiparallel Dimers"J.Phys.Chem. B. 106. 3987-3995 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Z.-Y.Wang: "N-Terminal Methylation of the Core Light-Harvesting Complex in Purple Photosynthetic Bacteria"FEBS Letters. 516. 164-168 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kaseda: "Coordination of Kinesin's Two Heads Studied with Mutant Heterodimer"Proc.Natl.Acad.Sci. 96. 18058-16063 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Higuchi: "Directionality and Processivity of Molecular Motors"Current Opinion in Cell Biology. 14. 50-57 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nishiyama: "Chemomechanical Coupling of the Forward and Backward Steps of Single Kinesin Molecules"Nature Cell Biol.. 4. 790-797 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] V.T.Nguyen: "Controlling Pore Assembly of Staphylococcal Hemolysin by Low Temperature and by Disulfide Bond Formation in Double-Cystein LukF Mutants"Molecular Microbiology. 45. 1485-1498 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Hirano: "Microspots of GOD-HRP Bienzyme for Scanning Chemiluminescence Microscopy with Higher Resolution"Electrochemistry. 68. 946-948 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kaya: "A Microbial Chip Combined with Scanning Electrochemical Microscopy"Biotech. Bioeng.. 76. 391-394 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nishizawa: "Micropatterning of HeLa Cells on Glass Substrates and Evaluation of Respiratory Activity Using Microelectrodes"Langmuir. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Luo: "The dimerization of folded monomers of ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase"J. Biol. Chem.. 276. 7023-7026 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Z.-Y.Wang: "Methionine oxidation and its effect on the stability of reconstituted subunit of light-harvesting complex from Rhodospirillum rubrum"Eur. J. Biochem.. 268. 3375-3382 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Z.-Y.Wang: "Re-identification of the N-terminal amino acid residue and its modification of b-polypeptide of light-harvesting complex I from Rhododospirillum rubrum"Photosynth. Res.. 70. 321-323 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Z.-Y.Wang: "Selective detection and assignment of the solution NMR signals of bacteriochiorophyll a in a reconstituted subunit of a light-harvesting complex"J. Am. Chem. Soc.. 124(印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nishiyama: "Substeps within the 8 nm step per ATPase cycles of single kinesin molecules"Nature Cell Biol.. 4. 425-428 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Higuchi: "Directionality and processivity of molecular motors"Current Opinion in Cell Biology. 14. 50-57 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] W.Liu: "Synthesis of water-soluble endoperoxides as a singlet oxygen source"ITE Lett. on Batteries, New Technologies & Medicine. 2. 98-101 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ito: "Determination of absolute concentration of nitroxide radical by radio frequency EPR imaging"Applied Magnetic Resonance. 20. 257-263 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ito: "ZnO marker for a radio frequency ESR spectrometer"Chemistry Letters. 928-929 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kasai: "Immunoassay of MRSA-related Toxic Protein, Leukocidin, with Scanning Electrochemical Microscopy"Anal.Chem.. 72. 5761-5765 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Umetsu: "Interaction of photosynthetic pigments with various organic solvents 2 Application of magnetic circular dichroism to bacteriochlorophyll a and light-harvesting complex 1"Biochim.Biophys.Acta. 1457. 106-117 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.A.Endow: "A mutant of the motor protein kinesin that moves in both directions on microtubules."Nature. 406. 913-916 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ito: "Determination of absolute concentration of nitroxide radical by radio frequency EPR imaging"Applied Magnetic Resonance. (印刷中). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Adachi: "Stepping rotation of F1-ATPase visualized through angle-resolved single-fluorophore imaging"Proc.Natl.Acad.Sci.. 97. 7243-7247 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Harada: "Direct observation of DNA rotation during transcription by Escherichia coli-RNA polymerase"Nature. 409. 113-115 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Z.-Y.Wang: "NMR in Microbiology : Theory and Applications Chapter 10 In situ measurements of enzyme activities by NMR"Horizon Scientific Press, Wymondham. 21 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 珠玖仁: "電気化学顕微鏡の基礎と応用"表面技術. 51. 46-52 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] E.Hirakawa: "Processive movement of single 22S dynein molecules restricted at low ATP concentrations"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 樋口秀男: "モータータンパク質1分子の動きを見る,化学反応も見る"可視化技術. 20. 13-18 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kinoshita,Jr.: "F1-ATPase : a highly efficient rotary ATP machine"Essays Biochem. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2018-03-28  

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