蛍光タンパク質が局在する細胞内構造から分子を抽出する技術の開発

• 研究課題/領域番号: 15K14500
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 国立研究開発法人情報通信研究機構
• 研究代表者: 松田 厚志 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 主任研究員 (20585723)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: バイオイメージング / 低温工学

研究成果の概要

本研究は、蛍光タンパク質の局在を利用して、凍結させた細胞内小区画を単離する技術の開発を目的とする。氷を微細な粒子に粉砕する弾丸破砕法やビーズミル法などを使用し、本研究に適した粉砕法を検討した。また、冷凍庫内で蛍光を頼りに細胞断片を含む氷粒子を選別するソーター顕微鏡の設計・開発・組み立てを行った。同時に、光学機器への霜の付着を防止する装置を設計・開発した。この顕微鏡を用いて、弾丸破砕法により粉砕した氷を低温で観察したところ、10マイクロメートル以下の径を持つ微小な氷粒子を作成できることがわかった。

研究成果

• [国際共同研究] オックスフォード大学(英国)
• [雑誌論文] Quantitative 3D structured illumination microscopy of nuclear structures (2017)
  • 著者名/発表者名: Felix Kraus, Ezequiel Miron, Justin Demmerle, Tsotne Chitiashvili, Alexei Busco, Quentin Alle, Atsushi Matsuda, Heinrich Leonhardt, Lothar Schermelleh & Yolanda Markaki
  • 雑誌名: Nature Protocols 巻: 12 号: 5 ページ: 1011-1028
  • DOI: 10.1038/nprot.2017.020
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Strategic and practical guidelines for successful structured illumination microscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: Justin Demmerle, Cassandravictoria Innocent, Alison J North, Graeme Ball, Marcel Muller, Ezequiel Miron, Atsushi Matsuda, Ian M Dobbie, Yolanda Markaki & Lothar Schermelleh
  • 雑誌名: Nature Protocols 巻: 12 号: 5 ページ: 988-1010
  • DOI: 10.1038/nprot.2017.019
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Spatial organization of the Schizosaccharomyces pombe genome within the nucleus. (2017)
  • 著者名/発表者名: Matsuda A, Asakawa H, Haraguchi T, Hiraoka Y.
  • 雑誌名: Yeast. 巻: 34 号: 2 ページ: 55-66
  • DOI: 10.1002/yea.3217
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Borna Disease Virus Assembles Porous Cage-like Viral Factories in the Nucleus. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hirai Y, Hirano Y, Matsuda A, Hiraoka Y, Honda T, Tomonaga K.
  • 雑誌名: The Journal of biological chemistry. 巻: 291 号: 50 ページ: 25789-25798
  • DOI: 10.1074/jbc.m116.746396
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Meiotic cohesin subunits RAD21L and REC8 are positioned at distinct regions between lateral elements and transverse filaments in the synaptonemal complex of mouse spermatocytes (2016)
  • 著者名/発表者名: Rong M, Matsuda A, Hiraoka Y, Lee J
  • 雑誌名: J Reprod Dev 巻: 62 号: 6 ページ: 623-630
  • DOI: 10.1262/jrd.2016-127
  • NAID: 130005251186
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 実践編3 原理・応用編3 構造化照明顕微鏡法SIM ‐縞照明のつくるモアレが可能にする超解像観察 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松田厚志、平野泰弘、平岡泰
  • 雑誌名: 実験医学別冊・初めてでもできる！ 超解像イメージング（羊土社） 巻: 別冊 ページ: 219-226
• [雑誌論文] 実践編3 3D-SIMによる細胞内構造の超解像イメージング---アーティファクトの少ないSIM画像の取得 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平野泰弘、松田厚志、平岡泰
  • 雑誌名: 実験医学別冊・初めてでもできる！ 超解像イメージング（羊土社） 巻: 別冊 ページ: 146-155
• [雑誌論文] Shugoshin forms a specialized chromatin domain at subtelomeres that regulates transcription and replication timing. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tashiro S, Handa T, Matsuda A, Ban T, Takigawa T, Miyasato K, Ishii K, Kugou K, Ohta K, Hiraoka Y, Masukata H, Kanoh J.
  • 雑誌名: Nature Commun. 巻: 7 号: 1 ページ: 10393-10393
  • DOI: 10.1038/ncomms10393
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Highly condensed chromatins are formed adjacent to subtelomeric and decondensed silent chromatin in fission yeast. (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsuda A, Chikashige Y, Ding DQ, Ohtsuki C, Mori C, Asakawa H, Kimura H, Haraguchi T, Hiraoka Y.
  • 雑誌名: Nature Communication 巻: 6 号: 1 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1038/ncomms8753
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Chromosome Scaffold is a Double-Stranded Assembly of Scaffold Proteins. (2015)
  • 著者名/発表者名: Poonperm R, Takata H, Hamano T, Matsuda A, Uchiyama S, Hiraoka Y, Fukui K
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 5 号: 1 ページ: 11916-11916
  • DOI: 10.1038/srep11916
  • NAID: 120006995010
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Recent advancements in structured-illumination microscopy toward live-cell imaging. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirano Y, Matsuda A, Hiraoka Y
  • 雑誌名: Microscopy (Oxf) 巻: 64 号: 4 ページ: 237-249
  • DOI: 10.1093/jmicro/dfv034
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Meiotic cohesion-based chromosome structure is essential for homologous chromosome pairing in Schizosaccharomyces pombe (2015)
  • 著者名/発表者名: Ding DQ, Matsuda A, Okamasa K, Nagahama Y, Haraguchi T, Hiraoka Y
  • 雑誌名: Chromosoma 巻: special issue 号: 2 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1007/s00412-015-0551-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] THREE-DIMENSIONAL CHROMATIC CORRECTION FOR FLUORESCENCE MICROSCOPY ENABLING PRECISE DISTANCE MEASUREMENTS IN THE NUCLEAR PORE COMPLEX (2017)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Matsuda, Haruhiko Asakawa, Yasuhiro Hirano, Lothar Schermelleh, Tokuko Haraguchi, and Yasushi Hiraoka
  • 学会等名: Focus on Microscopy 2017
  • 発表場所: Bordeaux, France
  • 年月日: 2017-04-09
  • 国際学会
• [学会発表] Super-resolution imaging and precise distance measurements in live fission yeast cells The 14th International Congress on Yeast (2016)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Matsuda, Tokuko Haraguchi, Yasushi Hiraoka
  • 学会等名: The 14th International Congress on Yeasts
  • 発表場所: 淡路島夢舞台国際会議場、兵庫県淡路市
  • 年月日: 2016-09-11
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Super-Resolution and Chromatic Correction Above the Cover Slip (2016)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Matsuda, Yasuhiro Hirano, Tokuko Haraguchi and Yasushi Hiraoka
  • 学会等名: Biomedical Imaging and Sensing Conference 2016
  • 発表場所: パシフィコ横浜, 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2016-05-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Super-Resolution and Chromatic Correction Above the Cover Slip (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsuda A, Hirano Y, Haraguchi T, Hiraoka Y
  • 学会等名: BISC2016
  • 発表場所: パシフィコ横浜、神奈川県横浜市
  • 年月日: 2016-05-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 回折限界を超えた蛍光顕微鏡で細胞核を見る (2016)
  • 著者名/発表者名: 松田厚志
  • 学会等名: 第10回NIBBバイオイメージングフォーラム「新時代のバイオイメージングの開拓」
  • 発表場所: 基礎生物学研究所、愛知県岡崎市
  • 年月日: 2016-02-16
  • 招待講演
• [学会発表] 染色体スキャフォールドはスキャフォールドタンパク質の２本鎖構造をもつ (2015)
  • 著者名/発表者名: Poonperm R, 高田 英昭、濱野 徹、松田 厚志、内山 進、平岡 泰、福井 希一
  • 学会等名: 第３８回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸国際展示場、兵庫県神戸市
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 回折限界を超えた蛍光顕微鏡とクロマチン高次構造 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松田厚志
  • 学会等名: 本能構造の発現メカニズムに関する総合科学研究推進拠点第8回研究セミナー
  • 発表場所: 広島大学、広島県東広島市
  • 年月日: 2015-10-28
  • 招待講演
• [学会発表] Highly condensed chromatins are formed adjacent to subtelomeric and decondensed silent chromatin in fission yeast (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsuda A, Hirano Y, Haraguchi T, Hiraoka Y
  • 学会等名: International Symposium on Chromatin Structure, Dynamics, and Function
  • 発表場所: Yumebutai International Conference Center、兵庫県淡路市
  • 年月日: 2015-08-23
  • 国際学会
• [学会発表] Shugoshin forms a specialized chromatin domain at subtelomeres, repressing transcription and replication (2015)
  • 著者名/発表者名: Tashiro S, Handa T, Matsuda A, Ban T, Takigawa T, Miyasato K, Ishii K, Kugou K, Ohta K, Hiraoka Y, Masukata H, Kanoh J
  • 学会等名: Pombe2015 8th International Fission Yeast Meeting
  • 発表場所: 生田神社会館、兵庫県神戸市
  • 年月日: 2015-06-21
  • 国際学会
• [学会発表] Super-resolution microscopy reveals highly condensed chromatin adjacent to subtelomeric, decondensed silent chromatin (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsuda A, Hirano Y, Haraguchi T, Hiraoka Y
  • 学会等名: Pombe2015 8th International Fission Yeast Meeting
  • 発表場所: 生田神社会館、兵庫県神戸市
  • 年月日: 2015-06-21
  • 国際学会
• [学会発表] 3D-SIM Analysis of Meiotic Chromosome Structure in Live Cells of S.pombe (2015)
  • 著者名/発表者名: Ding DQ, Matsuda A, Haraguchi T, Hiraoka Y
  • 学会等名: Pombe2015 8th International Fission Yeast Meeting
  • 発表場所: 生田神社会館、兵庫県神戸市
  • 年月日: 2015-06-21
  • 国際学会
• [学会発表] 分解能の壁を越えて見る染色体高次構造 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松田厚志
  • 学会等名: 顕微鏡学会第７１回学術講演会
  • 発表場所: 国立京都国際会館、京都府京都市
  • 年月日: 2015-05-13
  • 招待講演
• [図書] 新・生細胞蛍光イメージング (2015)
  • 著者名/発表者名: 松田厚志
  • 総ページ数: 340
  • 出版者: 共立出版
• [備考] 情報通信研究機構・未来ICT研究所・生物情報グループ
  • URL: http://www2.nict.go.jp/frontier/seibutsu/CellMagic/index.html
• [備考] 大阪大学細胞核ダイナミクス研究室
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/hiraoka/index.html
• [備考] 大阪大学生命機能研究科最新研究成果
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/jpn/events/achievement/matsuda-hiraoka-20150724/
• [備考] ニュース
  • URL: https://www.sciencedaily.com/releases/2016/03/160328085139.htm
• [備考] ニュース
  • URL: http://phys.org/news/2016-03-function-chromosomal-terminus-vital-human.html
• [備考] 情報通信研究機構生物情報グループ
  • URL: http://www2.nict.go.jp/advanced_ict/bio/w131103/CellMagic/
• [備考] 大阪大学平岡研究室
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/hiraoka/index.html