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生細胞内RNA動態の包括的可視化分析技術の創発

研究課題

研究課題/領域番号 16H04162
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 分析化学
研究機関東京大学

研究代表者

吉村 英哲  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (90464205)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2018年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2016年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
キーワードRNA / 1分子計測(SMD) / ナノバイオ / イメージング / 細胞 / 蛍光プローブ / バイオイメージング / 1分子計測(SMD)
研究成果の概要

本研究では独自開発したRNA標識技術mPUMテクノロジーを用いて、生細胞内RNAを1分子レベルから1細胞レベル、短時間の動態から長時間の可視化解析までを実現する分子ツール群の開発を目指した。1分子レベル・短時間の動態観察では二分割緑色蛍光タンパク質を用いたプローブを作製し、テロメア反復配列含有RNA(TERRA)と染色体テロメア領域、テロメア関連タンパク質の同時1分子追跡を実現し、未知の機能モデル構築に至った。1細胞レベル・長時間RNA可視化検出プローブとしては、二分割発光タンパク質を用いたプローブを開発した。本プローブを用いて1細胞解像度で数10分間のβアクチンmRNA可視化検出を実現した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年様々な細胞生理機能について、RNAの動態や局在の直接関与が知られている。一方生細胞内RNAの動態・局在の可視化解析法は極めて限られていた。また、RNAは遺伝子発現の一次産物であり、生細胞内RNAの可視化定量法開発はすなわち非破壊的な遺伝子発現解析法の創出と言える。本研究では独自に構築したmPUMテクノロジーを用いて、1分子解像度での生細胞内RNA動態解析から、数10分間にわたる1細胞解像度RNA可視化定量法を構築した。すなわち本研究の成果により、生細胞内のRNA機能について1分子単位・秒単位の現象から細胞ごとに特徴が現れる長時間の遺伝子発現までを可視化解析する分析技術群の構築が実現した。

報告書

(4件)
  • 2019 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 8件、 招待講演 8件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Optical Control of G Protein-Coupled Receptor Activities in Living Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura Hideaki、Ozawa Takeaki
    • 雑誌名

      Progress in Photon Science

      巻: 119 ページ: 129-138

    • DOI

      10.1007/978-3-030-05974-3_7

    • ISBN
      9783030059736, 9783030059743
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A robust split-luciferase-based cell fusion screening for discovering myogenesis-promoting molecules2018

    • 著者名/発表者名
      Li, Q., Yoshimura, H., Komiya, M., Tajiri, K., Uesugi, M., Hata, Y., Ozawa, T.
    • 雑誌名

      The Analyst

      巻: 143 号: 14 ページ: 3472-3480

    • DOI

      10.1039/c8an00285a

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-time fluorescence imaging of single-molecule endogenous non-coding RNA in living cells.2018

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Yoshimura, Takeaki Ozawa
    • 雑誌名

      Methods Mol. Biol.

      巻: 1649 ページ: 337-347

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-7213-5_22

    • ISBN
      9781493972128, 9781493972135
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Live Cell Imaging of Endogenous RNAs Using Pumilio Homology Domain Mutants: Principles and Applications.2018

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Yoshimura
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 57 号: 2 ページ: 200-208

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.7b00983

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatiotemporal analysis with a genetically encoded fluorescent RNA probe reveals TERRA function around telomeres.2016

    • 著者名/発表者名
      Yamada, T., Yoshimura, H., Shimada, R., Hattori, M., Eguchi, T., Fujiwara, K., Kusumi, A. and Ozawa, T.
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 6 号: 1 ページ: 38910-38910

    • DOI

      10.1038/srep38910

    • NAID

      120005997833

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Monitoring of RNA Dynamics in Living Cells Using PUM-HD and Fluorescent Protein Reconstitution Technique2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura H.、Ozawa T.
    • 雑誌名

      Methods in Enzymology

      巻: 572 ページ: 65-85

    • DOI

      10.1016/bs.mie.2016.03.018

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 分子動態解析による細胞内分子作動機構の解明-生細胞1分子イメージングによるアプローチ-2019

    • 著者名/発表者名
      吉村英哲
    • 学会等名
      第95回創薬科学セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Novel optical techniques to explore biological function in single cells2019

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Yoshimura, Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      The 4th STEPS Symposium on Photon Science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A TECHNOLOGY FOR RNA LABELING IN LIVING CELLS TO MONITOR SINGLE-MOLECULE DYNAMICS UNDER FLUORESCENCE MICROSCOPY2018

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Yoshimura, Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      Focus on Microscopy 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 生細胞内RNA可視化プローブを用いた機能性RNAの1分子追跡2018

    • 著者名/発表者名
      吉村英哲、山田俊理、島田林太郎、小澤岳昌
    • 学会等名
      第12回バイオ関連シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 機能解析を志向した生細胞内RNAの1分子標識・動態分析法2018

    • 著者名/発表者名
      吉村英哲、山田俊理、江口正敏、島田林太郎、小澤岳昌
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of real-time motion of signal transduction molecule Akt in living cells to reveal its functioning mechanism2018

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Yoshimura, Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A single molecule imaging approach to understand signal transduction on the plasma membrane in living cells2018

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Yoshimura
    • 学会等名
      International Symposium on Nano Medicine 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Simultaneous single molecule observation of telomeric-repeat containing RNA and proteins in living cells2017

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Yoshimura
    • 学会等名
      CMCB2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Visualization of Single-Molecule Motion of a Non-Coding RNA in Living Cells.2017

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Yoshimura, Toshimichi Yamada, Rintaro Shimada, Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      Focus on Microscopy 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Telomeric-repeat containing RNA captures hnRNPA1 around telomeres in living cells: a single molecule imaging study.2017

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Yoshimura, Toshimichi Yamada, Rintaro Simada, Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      内藤コンファレンス
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] RNA結合タンパク質PUM-HDを用いた生細胞内RNA可視化分析法2017

    • 著者名/発表者名
      吉村 英哲、山田 俊理、児島 友哉、島田 林太郎、小澤 岳昌
    • 学会等名
      分析化学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Dynamics and localization of a non-coding RNA TERRA in living cells revealed by single molecule imaging2017

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Yoshimura, Toshimichi Yamada, Rintaro Simada, Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Simultaneous single molecule imaging of non-coding RNA and proteins in living cells2017

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Yoshimura
    • 学会等名
      AnalytiX 2017
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Single molecule imaging in living cells to reveal the relationship between motions and functions of biological molecules2016

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Yoshimura
    • 学会等名
      10th International Symposium on Nanomedicine
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Single molecule imaging approach to reveal molecular motions and functions in cellular events2016

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Yoshimura
    • 学会等名
      1st Nano/Bioscience International Syposium
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Analysis of distribution and motion of a non-coding RNA in living cells using a single molecule tracking approach2016

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Yoshimura
    • 学会等名
      The 5th Serendipiter seminar
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 生命機能に迫る分子化学2018

    • 著者名/発表者名
      日本化学会
    • 総ページ数
      204
    • 出版者
      化学同人
    • ISBN
      475981390X
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] ナノバイオ・メディシン2017

    • 著者名/発表者名
      宇理須 恒雄、佐久間 哲史、高田 望、竹中 繁織、小澤 岳昌、吉村 英哲、胡桃坂 仁志、越阪部 晃永、原田 昌彦、束田 裕一、宮成 悠介、塩見 美喜子、大西 遼
    • 総ページ数
      232
    • 出版者
      近代科学社
    • ISBN
      9784764950283
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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