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多色1分子イメージングによるT細胞活性化シグナル分子の時空間的な相互作用の解明

研究課題

研究課題/領域番号 12J08832
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生物物理学
研究機関東京工業大学

研究代表者

伊藤 由馬  東京工業大学, 生命理工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード1分子イメージング / マルチカラーイメージング / 人工脂質二重膜 / 免疫細胞 / 対物レンズ型全反射照明 / T細胞活性化
研究実績の概要

本年度は、研究計画に従い、多色同時1分子観察画像の解析を継続して行った。特に昨年度において確立した蛍光1分子の軌跡解析手法を発展させ、それを3色同時撮影したT細胞表面の蛍光1分子動画に適用し、CD3-EGFPで標識された微小なマイクロクラスター内におけるTCRの1分子動態を定量解析した。その結果、クラスター内のTCRには少なくとも2種類の拡散状態が存在することを明らかにした。また、TCRとは相互作用しない膜タンパク質CD45においても、マイクロクラスター内では複数の拡散成分が得られたことから、これらの拡散の異なる環境はタンパク質の種類に依存しない可能性を示すことができた。
さらに、本研究で用いた脂質二重膜構築法の改良を行った。従来法は煩雑なガラス表面洗浄処理や専用装置が必要であるため、生細胞観察への適用に困難が伴い、利用が限られていた。そこで1分子観察に使われる洗浄方法を脂質二重膜の構築に適用し、均一な膜を再現性高く簡便に構築できる方法を確立した。特に洗浄過程で基板にダメージを与えないため、ガラスボトムディッシュ等の使用が可能になり、広範な細胞生物学の研究に利用することが可能になった。さらに、簡便に構築した脂質二重膜に対して、光褪色後蛍光回復(FRAP)法による観察を行い、数値シミュレーションにより拡散係数を見積もったところ、脂質二重膜は細胞表面より十分高い流動性を保持していることが確認できた。また、脂質二重膜上におけるT細胞表面マイクロクラスターの経時変化の観察から、細胞表面分子の流動性も維持されることを確認した。以上は生細胞や光学顕微鏡に限らず、1分子解析やin vitroでの表面分子の分析など、広汎に脂質二重膜を利用することが可能な方法であり、論文として報告した(Ito et al., 2014, Analytical Sciences)。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (20件)

  • [雑誌論文] A Facile Preparation of Glass-supported Lipid Bilayers for Analyzing Molecular Dynamics2014

    • 著者名/発表者名
      Yuma Ito, Kumiko Sakata-Sogawa, Makio Tokunaga
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 30 号: 12 ページ: 1103-1106

    • DOI

      10.2116/analsci.30.1103

    • NAID

      130004704345

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Live cell single-molecule imaging of T cell receptor and microcluster with planar lipid bilayers2014

    • 著者名/発表者名
      Yuma Ito, Kumiko Sakata-Sogawa, Makio Tokunaga
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Microtubules instability and dynamics mediated by CLIP-170 in T cells2014

    • 著者名/発表者名
      Wei Ming Lim, Yuma Ito, Sakata-Sogawa, Makio Tokunaga
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] T cell receptor on the surface of living cells changes in the dynamics inside microclusters revealed by single-molecule imaging analysis2014

    • 著者名/発表者名
      Yuma Ito, Kumiko Sakata-Sogawa, Makio Tokunaga
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Integrated imaging approach to the study of dynamics of chromatin2014

    • 著者名/発表者名
      Kumiko Sakata-Sogawa, Yuma Ito, Akihiro Fukagawa, Masahiko Harata, Hiroshi Kimura, Makio Tokunaga
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] The elucidation of the molecular mechanism of PDLIM2 activation2014

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Toriyama, Yuma Ito, Takashi Tanaka, Makio Tokunaga, Kumiko Sakata-Sogawa
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A series of GECO mutants suitable for calcium imaging in a wide range of calcium concentration2014

    • 著者名/発表者名
      Morio Ohki, Yuma Ito, Kumiko Sakata-Sogawa, Makio Tokunaga
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Quantitative imaging analysis of molecular dynamics of actin-related protein in the nucleus.2014

    • 著者名/発表者名
      Yuma Ito, Naomichi Inaba, Masahiko Harata, Hiroshi Kimura, Makio Tokunaga, Kumiko Sakata-Sogawa
    • 学会等名
      Biophysical Society 58th Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco (USA)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Molecular imaging analysis of regulatory mechanism of inflammatory response.2014

    • 著者名/発表者名
      Yuma Ito, Jun Takimoto, Takashi Tanaka, Tsuneyasu Kaisho, Kumiko Sakata-Sogawa, Makio Tokunaga
    • 学会等名
      Biophysical Society 58th Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco (USA)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Single molecule analysis of signaling membrane proteins in T cell microcluster by multicolor live cell imaging.2013

    • 著者名/発表者名
      Ito Y., Sakata-Sogawa K., Tokunaga M.
    • 学会等名
      第51回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      京都国際会議場(京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Quantitative analysis of molecular dynamics of Arpβ upon transcriptional activation by single-molecule fluorescence imaging and FRAP.2013

    • 著者名/発表者名
      Inaba N., Ito Y., Harata M., Tokunaga M., Sakata-Sogawa K.
    • 学会等名
      第51回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      京都国際会議場(京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Quantification of calcium concentration in cells by imaging analysis usine GEM-GECO.2013

    • 著者名/発表者名
      Lim WM., Ito Y., Sakata-Sogawa K., Ibkunaea M.
    • 学会等名
      第51回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      京都国際会議場(京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] FRET-based analysis of interactions between elongin B and elongin C.2013

    • 著者名/発表者名
      Oyama H., Ito Y., Tokunaga M., Sakata-Sogawa K.
    • 学会等名
      第51回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      京都国際会議場(京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Single molecule analysis of signaling membrane proteins in T cell micrc cluster by multicolor live cell imaging.2013

    • 著者名/発表者名
      Toriyania S., Ito Y., Tokunaga M., Sakata-Sogawa K.
    • 学会等名
      第51回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      京都国際会議場(京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Action mechanism of neuronal membrane lipid raft.2013

    • 著者名/発表者名
      Matsushima Y., Toda O., Ito Y., Sakata-Sogawa K., Paxton T., Boku A., Ohno S., Yonezawa T., Yokogawa T., Nishikawa K., Chung U., Tokunaga M., Hayashi N.
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸コンベンションセンター(神戸)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Action mechanism of neuronal membrane lipid raft2012

    • 著者名/発表者名
      戸田収, 細谷悟史, 根岸瑠美, 伊藤由馬, 十川久美子, Thanai Paxton, 朴明宣, 大野敏, 米澤貴之, 福島慶子, 山下克子, 横川隆志, 西川一八, Chung ung-il, 徳永万喜洋, 林宣宏
    • 学会等名
      第35回 日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡)
    • 年月日
      2012-12-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Single molecule analysis of T cell activation with stimulatory lipid bilayers by live cell imaging2012

    • 著者名/発表者名
      伊藤由馬, 大山浩史, 十川久美子, 徳永万喜洋
    • 学会等名
      第50回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知)
    • 年月日
      2012-09-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Development of stimulatory lipid bilayer system for quantitative analysis of T cell activation by single molecule imaging2012

    • 著者名/発表者名
      Yuma Ito, Kumiko Sakata-Sogawa, Makio Tokunaga
    • 学会等名
      Gordon Research Conference Single Molecule Approaches To Biology
    • 発表場所
      West Dover (USA)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Spatial-temporal dynamics of calcium signaling and organelles in T cell activation2012

    • 著者名/発表者名
      下沢将啓, 伊藤由馬, 十川久美子, 徳永万喜洋
    • 学会等名
      第50回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Dynamics of intracellular Ca^2+ distribution measured by genetically encoded Ca^2+ indicators2012

    • 著者名/発表者名
      大山浩史, 伊藤由馬, 十川久美子, 徳永万喜洋
    • 学会等名
      第50回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Multifocal plane microscopy for three-dimensional molecular imaging and quantification in living cells2012

    • 著者名/発表者名
      稲葉直道, 伊藤由馬, 原田昌彦, 徳永万喜洋, 十川久美子
    • 学会等名
      第50回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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