• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

細胞丸ごと高速超解像イメージング

研究課題

研究課題/領域番号 17K19343
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 分子生物学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

樋口 秀男  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (90165093)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワード超解像度 / 金コロイド / ナノメートル精度 / ミオシン / 細胞 / 超解像 / モータータンパク質 / 金ナノ粒子 / 蛍光 / 金微粒子 / 1分子計測
研究成果の概要

通常の顕微鏡で撮影した画像に対して超解像度を得る方法の開発を行った。骨格筋ミオシンフィラメントに顕微鏡の分解能以内に位置するミオシン2~3分子に金ナノ粒子(40nm)を結合し、高速カメラで金ナノ粒子をイメージングを行った。分解能以内にある複数の金粒子の位置を解析するために、Multi-Emitters Localization 法を用いて、各ミオシン分子の変位に分離することに成功し、アクチンと相互作用時の各分子の動態を0.1msの高時間分解能で計測することがきた。各分子はアクチンとの相互作用時において、10nm程度変位することが明らかとなった。また分子間の動きが同調している様子も観察された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来の光の分解能を超える超解像顕微鏡が何種類も販売されている。しかし、従来の超解像法の共通した問題点は、画像取得速度が遅いことである。本研究では、この問題点を克服するために高速で超解像を得る顕微鏡の解析法を開発した。この方法によって通常の顕微鏡で細胞の画像を撮影した後に、超解像イメージング画像に変化できる。したがって、通常の顕微鏡の時間分解能で超解像を得ることができる。生物分野全般だけでなく、顕微鏡(や望遠鏡)を使う多くの分野が本研究課題の成果を利用することができるため、応用分野も広がっていくと期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 3D rotational motion of an endocytic vesicle on a complex microtubule network in a liv-ing cell. Biomed.2019

    • 著者名/発表者名
      Seohyun Lee and Hideo Higuchi
    • 雑誌名

      Biomed. Opt. Exp.

      巻: 10 号: 12 ページ: 6611-6624

    • DOI

      10.1364/boe.10.006611

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 3D rotational motion of an endocytic vesicle on a complex microtubule network in a living cell2019

    • 著者名/発表者名
      1.Seohyun Lee and Hideo Higuchi
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: 576702 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1101/576702

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Numerical method for vesicle movement analysis in a complex cytoskeleton network.2018

    • 著者名/発表者名
      Seohyun Lee, Hyuno Kim, Hideo Higuchi.
    • 雑誌名

      Opt. Express

      巻: 26 号: 13 ページ: 16236-16239

    • DOI

      10.1364/oe.26.016236

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Step Sizes and Rate Constants of Single-headed Cytoplasmic Dynein Measured with Optical Tweezers2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshimi Kinoshita, Taketoshi Kambara, Kaori Nishikawa, Motoshi Kaya and Hideo Higuchi
    • 雑誌名

      Sci. Rep

      巻: 16333 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1038/s41598-018-34549-7

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A unified walking model for dimeric motor proteins2018

    • 著者名/発表者名
      K. Sasaki, M. Kaya, and H. Higuchi.
    • 雑誌名

      Biophys. J.

      巻: 115 号: 10 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2018.09.032

    • NAID

      130007648128

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ファイマンラチェット-生体分子の運動の理解にむけて-2018

    • 著者名/発表者名
      樋口秀男
    • 雑誌名

      数理科学

      巻: 633 ページ: 34-39

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Focus Stabilization by Axial Position Feedback in Biomedical Imaging Microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Seohyun Lee, Hyuno Kim, Hideo Higuchi
    • 雑誌名

      IEEE Sensors Applications Symposium

      巻: 2018 ページ: 309-314

    • DOI

      10.1109/sas.2018.8336767

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Reverse stroke of cardiac myosin revealed by single molecule microscopy is essential for heart function2019

    • 著者名/発表者名
      黄 勇太, 鷲尾 巧, 樋口 秀男, 茅 元司
    • 学会等名
      The 57th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Molecular mechanism of self-oscillatory contraction of cardiac muscle2018

    • 著者名/発表者名
      S. Shintani, T.Washio, Y. Hwang, M, Kaya and H.Higuchi
    • 学会等名
      Internatinal symposium on Nanomedicine
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 回折限界内に位置するミオシン複数分子の動態計測2018

    • 著者名/発表者名
      茅元司, 蘆田祐人, 上田正仁, 樋口秀男
    • 学会等名
      生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 広い負荷領域におけるキネシン1 分子のステップ運動2018

    • 著者名/発表者名
      近藤雄一, 佐々木一夫, 樋口秀男
    • 学会等名
      ナノ学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Three-dimensional vesicle motion in complex cytoskeletal network revealed by numerical analysis method2018

    • 著者名/発表者名
      Lee Seohyun , 樋口秀男
    • 学会等名
      生物物理学
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Focus Stabilization by Axial Position Feedback in Biomedical Imaging Microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Seohyun Lee, Hyuno Kim, Hideo Higuchi
    • 学会等名
      IEEE Sensors Applications Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Trafficking of Endocytic Vesicles on Cytoskeleton in LiveCancer Cells2017

    • 著者名/発表者名
      Seohyun Lee, Motoshi Kaya, Kohsuke Gonda, Hideo Higuchi
    • 学会等名
      A3 Foresight 9th Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Property of Cardiac Myosin Assemble Measured by Optical Trapping2017

    • 著者名/発表者名
      Yongtae Hwang, Hideo Higuchi.. Motoshi Kaya
    • 学会等名
      A3 Foresight 9th Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] spontaneous oscillation of cardiac myosins2017

    • 著者名/発表者名
      Yongtae Hwang , Hideo Higuchi , Motoshi Kaya
    • 学会等名
      The 55th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Trafficking of endocytic vesicles in live cancer cells2017

    • 著者名/発表者名
      Seohyun Lee , Kohsuke Gonda , Motoshi Kaya , Hideo Higuchi
    • 学会等名
      The 55th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Understanding of cooperative force generation among skeletal myosins based on direct observation of individual myosin dynamics2017

    • 著者名/発表者名
      Motoshi Kaya , Hideo Higuchi
    • 学会等名
      The 55th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] Higuchi Lab Home Page

    • URL

      http://nanobio.phys.s.u-tokyo.ac.jp/higuchipro/Japanese/jp_publications.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi