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走査プローブ顕微鏡による分子・細胞機能イメージング

研究課題

研究課題/領域番号 13470002
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 解剖学一般(含組織学・発生学)
研究機関新潟大学

研究代表者

牛木 辰男  新潟大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (40184999)

研究分担者 星 治  新潟大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (10303124)
人見 次郎  岩手医科大学, 医学部, 教授 (00218728)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
2003年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2002年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
キーワード原子間力顕微鏡 / 光プローブ顕微鏡 / 生体高分子 / 細胞機能 / 高分子観察 / 走査プローブ顕微鏡 / 高分子 / 液中観察 / 近接場光学顕微鏡
研究概要

走査プローブ顕微鏡は探針(プローブ)で試料表面をトレースしながら、試料表面の凹凸形状や物理性状を測定するユニークな顕微鏡である。本研究では、この顕微鏡の特色を利用して、1)生きた細胞や生体内構造蛋白質のナノスケール立体構造解析と水中での原子間力顕微鏡法の確立、2)種々の走査プローブ顕微鏡の細胞生物学的研究への応用、3)そのための標本作製法と測定法の開発を目的とし、次の点を明らかにした。
1.原子間力顕微鏡でDNAやミオシンなど生体高分子を高分解能観察するための試料調整法と測定法の検討を行った。一般にこれらの観察では、標本をマイカ上に展開し大気中の共振モード(ダイナミックモード)で観察している。しかし、この方法では、試料に吸着すると思われる水分子の影響や、大気中で探針を制御する際の測定感度の問題で、分解能に限界が生じると考えられた。そこで、真空中での測定を検討し、真空中でのFM制御方式による測定法により、かなり良好な画像が得られた。
2.原子間力顕微鏡で生体構造物を液中観察する方法について検討した。従来の液中観察ではコンタクトモードを用いていたが、使用する探針の共振周波数の設定、振幅の設定等を検討することで、共振モードで染色体の液中観察での良好な像を得ることができた。これにより、コンタクトモードのような「引っかき像」がなくなり、探針・試料間のきわめて小さい力を制御することができた。また、この条件に「Qコントロール」法を併用することで、さらに安定した観察が期待された。
3.原子間力顕微鏡以外の走査プローブ顕微鏡のうち、とくに近接場光学顕微鏡に注目し、近接場光学像と表面凹凸像を同時測定できる近接場光学・原子間力顕微鏡について、生物応用を行った。その結果、染色体の免疫蛍光染色標本について、良好な像を得ることが可能になった。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (29件)

  • [文献書誌] O.Hoshi, T.Ushiki: "Three-dimensional Structure of G-banded Human Metaphase Chromosomes Observed by Atomic Force Microscopy"Archives of Histology and Cytology. 64-5. 475-482 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yoshino, S.Sugiyama, S.Hagiwara, T.Ushiki, T.Ohtani: "Simultaneous collection of topographic and fluorescent images of barley chromosomesby scanning near-field optical/atomic force microscopy"Japanese Society of Electron Microscopy. 51(3). 199-203 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tatsuo Ushiki: "Collagen Fibers, Reticular Fibers and Elastic Fibers. A Comprehensive Understanding from a Morphological Viewpoint"Archives of Histology and Cytology. 65-2. 109-124 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ushiki, O.Hoshi, K.Iwai, E.Kimura, M.Shigeno: "The Structure of Human Metaphase Chromosomes : Its Histological Perspective and New Horizons by Atomic Force Microscopy"Archives of Histology and Cytology. 65-5. 377-390 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 牛木 辰男: "AFMによる生物試料観察の現状と将来"電子顕微鏡. 37 Supplement2. 29-32 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Mizuta, K.Iwai, M.Shigeno, M.Mizuta, T.Uemura, T.Ushiki, D.Kitamura: "Molecular Visualization of Immunoglobulin Switch Region RNA/DNA Complex by Atomic Force Microscopy"The Journal of Biological Chemistry. 278-7. 4431-4434 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 牛木辰男, 星 治: "クロマチンの超微構造-原子間力顕微鏡による最近の研究から-"生体の科学. 54巻3号. 160-165 (2003)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 星 治, 牛木辰男: "特集:走査プローブ顕微鏡の生物学への寄与 染色体の構造解析"電子顕微鏡. 38巻2号. 78-82 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 牛木辰男, 星 治, 木村英二, 福士大輔: "ポストゲノムと走査プローブ顕微鏡観察-生体試料の構造・機能・物性解析-"日本顕微鏡学会関東支部学会第28回講演会予稿集「バイオ・ナノテクノロジーとそれを支える顕微鏡技術」. 87-90 (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tatsuo Ushiki: "Micromachines as Tools for Nanotechnology Fujita(Ed.)"Atomic Force Microscopy for Imaging Living Organisms : From DNA to Cell. 10 (2003)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hoshi O, Ushiki T.: "Three-dimensional structure of G-banded human metaphase chromosomes observed by atomic force microscopy."Arch Histol Cytol.. 64-5. 475-482 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshino T, Sugiyama S, Hagiwara S, Hgiwara S, Ushiki T, Ohtani T.: "Simultaneous collection of topographic and fluorescent images of barley chromosomes by scanning near-field optical/atomic force microscopy."J Electron Microsc. 51(3). 199-203 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ushiki T.: "Collagen fibers, reticular fibers and elastic fibers. A comprehensive understanding from a morphological viewpoint."Arch Histol Cytol.(Review.). 65-2. 109-124 (2002)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ushiki T, Hoshi O, Iwai K, Kimura E, Shigeno M.: "The structure of human metaphase chromosomes : its histological perspective and new horizons by atomic force microscopy."Arch Histol Cytol.. 65-5. 377-390 (2002)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tatsuo Ushiki: "Biological Applications of Atomic Force Microscopy (AFM)-the present and the future"Electron Microscopy. 37 Supplement 2. 29-32 (2002)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mizuta R, Iwai K, Shigeno M, Mizuta M, Uemura T, Ushiki T, Kitamura D.: "Molecular visualization of immunoglobulin switch region RNA/DNA complex by atomic force microscope."J Biol Chem.. 278(7). 4431-4434 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ushiki, O.Hoshi: "Ultrastructure of Chromation observed by atomic force microscopy"SEITAI NO KAGAKU. 54-3. 160-165 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] O.Hoshi, T.Ushiki: "Three-dimensional structure of human chromosomes"Electron Microscopy. 38-2. 78-82 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tatsuo Ushiki: "Atomic Force Microscopy for Imaging Living Organisms : From DNA to Cell Motion"Micromachines as Tools for Nanotechnology Fujita(Editor.). 120-130 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 牛木 辰男, 星 治: "クロマチンの超微構造-原子間力顕微鏡による最近の研究から-"生体の科学. 54・3. 160-165 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 星 治, 牛木 辰男: "染色体の構造解析"電子顕微鏡. 38・2. 78-82 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Ryushin Mizuta, Tatsuo Ushiki et al.: "Molecular Visualization of Immunoglobulin Switchi Region RNA/DNA Complex by Atomic Force Microscope"The Journal of Biological Chemistry. 278・7. 4431-4434 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tatsuo Ushiki: "Micromachines as Tools for Nanotechnology(edited by H.Fujita)"Atomic Force Microscopy for Imaging Living Organisms : From DNA to Cell Motion. 10 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tatsuo USHIKI: "Collagen Fiber8, Reticular Fibers and Elastic Fibers. A Comprehensive Understanding from a Morphological Viewpoint"Archives of Histology and Cytology. 65・2. 109-126 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 牛木 辰男: "AFMによる生物試料観察の現状と将来"電子顕微鏡 Suppliment 2. 37. 29-32 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Tatsuo USHIKI, Osamu HOSHI, (他3名): "The Structure of Human Metaphase Chromosomes: Its Histological Perspective and New Horizons by Atomic Force Microscopy"Archives of Histology and Cytology. 65・5. 377-390 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Tatsuo USHIKI, (他6名): "Molecular Visualization of Immunoglobulin Switch Region RNAIDNA Complex by Atomic Force Microscope"The Journal of Biological Chemistry. 278-7. 4431-4434 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hoshi, O, T.Ushiki: "Three-dimensional structure of G-banded human metaphase chromosomes observed by atomic force microscopy"Arch. Histol. Cytol.. 64. 475-482 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshio, T. et al.: "Simultaneous collection of topographic and fluorescent images of barley chromosomes by scanning near-field optical/atomic force microscopy"J. Electron Microsc.. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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