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ホモFRETによる複数機能の可視化技術開発

研究課題

研究課題/領域番号 19021002
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関北海道大学

研究代表者

永井 健治  北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (20311350)

研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
2008年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2007年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワードイメージング / FRET / 顕微鏡 / 可視化
研究概要

生体分子の機能を可視化するために波長の異なる2つの蛍光分子間で起こるFRET(ヘテロFRET)を利用した様々なプローブが近年開発されている。これらのFRETプローブは観察するための波長が広域であるため、他の蛍光プローブと同時に可視化することが難しい。そこで同一蛍光色分子間で生じるホモFRETを原理とするカルシウムセンサーW-cameleonを作成し、Ca^<2+>の有無での蛍光異方性を測定することが本研究の柱の1つである。今年度は昨年度作成したW-cameleonに様々な変異を導入することでダイナミックレンジの拡大化を行った。その結果、Ca^<2+>センサードメインであるCalmodulin内に蛍光タンパク質を挿入することで、より大きなダイナミックレンジを有するプローブを得ることに成功した。
次に、作成したホモFRETプローブの蛍光異方性変化を顕微鏡下で高感度に観察するために、昨年度までに構築した蛍光偏光顕微鏡に改良を加えた。具体的には一片が5μm程度のフォトニック結晶製波長板と偏光板を組み合わせて、マルチアレー化した偏光解消補償板を開発し、対物レンズの後側焦点面に導入することで、高い消光比を得ることに成功した。これにより、対物レンズによる入射光の偏光解消が緩和され、僅かな蛍光異方性変化をも顕微鏡下で捉えることが可能になった。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (51件)

すべて 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (22件) 図書 (9件) 備考 (2件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] An ultramarine fluorescent protein with increased photostability and pH insensitivity2009

    • 著者名/発表者名
      Tomosugi W., Matsuda T, Tani T, Nemoto T, Kotera I, Saito K, Horikawa K, Nagai T
    • 雑誌名

      Nature Methods (印刷中)

    • NAID

      120001648573

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-photon excitation behavior of thiophene-based oligomeres and a polymer. n press, 20082009

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto T, Kumagai A, Saito K & Nagai T.
    • 雑誌名

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology 9

      ページ: 670-672

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 光スイッチング蛍光タンパク質を用いた超解像観察法2009

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 雑誌名

      分光研究 58

      ページ: 7-9

    • NAID

      10024730583

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 蛍光プローブ開発秘話-Pericam-2009

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 雑誌名

      蛋白質核酸酵素 54

      ページ: 86-92

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] A mercury arc lamp-based multi-color confocal real time imaging system for cellular structure and function2008

    • 著者名/発表者名
      Saito K, Kobayashi K, Tani T, Nagai T
    • 雑誌名

      Cell Structure Function 33

      ページ: 133-141

    • NAID

      130004137533

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A high-throughput and single-tube recombination of crude PCR products using a DNA polymerase inhibitor and type IIS restriction enzyme. 137 : 1-7, 20082008

    • 著者名/発表者名
      Kotera I, Nagai T
    • 雑誌名

      Journal of Biotechnology 137

      ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cell-cycle-specific nestin expression coordinates with morphological changes in embryonic cortical neural progenitors. 121 : 1204-1212, 20082008

    • 著者名/発表者名
      Sunabori T, Tokunaga A, Nagai T, Sawamoto K, Okabe M, Miyawaki A, Matsuzaki Y, Mivata T & Okano H.
    • 雑誌名

      Journal of Cell Sciince 121

      ページ: 1204-1212

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 光変換蛍光タンパク質を用いた生体分子の動態解析法2008

    • 著者名/発表者名
      永井健治、松田知己
    • 雑誌名

      実験医学 26

      ページ: 156-162

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] 新規の光変換蛍光蛋白質プローブを用いた生体イメージングと動態解析2008

    • 著者名/発表者名
      松田知己、永井健治
    • 雑誌名

      蛋白質核酸酵素 53

      ページ: 1858-1864

    • NAID

      40016306372

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] 光活性化・光変換蛍光タンパク質を用いたタンパク質動態解析2008

    • 著者名/発表者名
      松田知己、永井健治
    • 雑誌名

      バイオインダストリー 25

      ページ: 21-26

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct measurement of protein dynamics inside cells using a rationally designed photoconvertible protein.2008

    • 著者名/発表者名
      Matsuda T, Miyawaki A and Nagai T
    • 雑誌名

      Nature Methods 5

      ページ: 339-345

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cell-cycle-specific nestin expression coordinates with morpholo-gical changes in embryonic cortical neural progenitors.2008

    • 著者名/発表者名
      Sunabori T, Tokunaga A, Nagai T, Sawamoto K, Okabe M, Miyawaki A, Matsuzaki Y, Miyata T and Okano H
    • 雑誌名

      J. Cell Sci. 121

      ページ: 1204-1212

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local initiation of caspase activation in Drosophila salivary gl-and programmed cell death in vivo2007

    • 著者名/発表者名
      Takemoto K, Kuranaga E, Tonoki A, Nagai T, Miyawaki A, Miura M
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104

      ページ: 13367-13372

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] New advances in nanomedicine: diagnosis and preventive med-icine.2007

    • 著者名/発表者名
      Wei C, Nagai T, Wei W, Nemoto T, Awais M, Niwa O, Kurita R and Baba Y
    • 雑誌名

      Med Clin North Am. 91

      ページ: 871-879

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 蛍光イメージング-最近の進歩:回折限界の壁を越える工夫-2007

    • 著者名/発表者名
      永井 健治
    • 雑誌名

      病理と臨床 25

      ページ: 514-519

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] 大口径ファイバー白色光源を用いた高速共焦点顕微鏡の開発と評価2007

    • 著者名/発表者名
      齊藤健太、谷知己、小林健太郎、永井健治
    • 雑誌名

      顕微鏡 42

      ページ: 161-165

    • NAID

      10020010112

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 改変蛍光タンパク質を利用した生理機能の可視化2009

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 学会等名
      日本学術振興会「未踏・ナノデバイステクノロジー」第151委員会研究会「ナノ計測の先端共用施設利用とナノ時空研究の一側面」
    • 発表場所
      物質・材料研究機構、つくば
    • 年月日
      2009-01-31
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] GFPを巧妙に用いた分子機能・動態の可視化2009

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 学会等名
      京都府立医科大学研究開発センター第8回学術講演会
    • 発表場所
      京都府立医科大学、京都
    • 年月日
      2009-01-21
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Deciphering enigma of biological function by a genetically-encoded molecular spy2009

    • 著者名/発表者名
      Takeharu Nagai
    • 学会等名
      The 4^<th> LSW symposium
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2009-01-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Engineering fluorescent proteins to visualize and manipulate biological functions2008

    • 著者名/発表者名
      Takeharu Nagai
    • 学会等名
      The 11^<th> Japan and America Frontier of Science
    • 発表場所
      Beckman center, Irvine, USA
    • 年月日
      2008-12-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Engineering fluorescent proteins to visualize biological functions2008

    • 著者名/発表者名
      Takeharu Nagai
    • 学会等名
      The 8^<th> Japan and America Frontier of Engineering
    • 発表場所
      Kobe convention center, Kobe
    • 年月日
      2008-11-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光タンパク質を巧妙に用いた分子機能・動態の可視化2008

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 学会等名
      日本薬学会関東支部第33回学術講演会
    • 発表場所
      長井記念館、東京
    • 年月日
      2008-11-01
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Imagaing biological functions by using FRET-based sensor proteins2008

    • 著者名/発表者名
      Takeharu Nagai
    • 学会等名
      ICCB2008
    • 発表場所
      COEX, Seoul, Korea
    • 年月日
      2008-10-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Engineering fluorescent and bioluminescent proteins to visualize biological functions2008

    • 著者名/発表者名
      Takeharu Nagai
    • 学会等名
      NEWroscience2008
    • 発表場所
      de Sao Paulo university, Brazil
    • 年月日
      2008-09-08
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Engineering fluorescent and bioluminescent proteins to visualize biological functions2008

    • 著者名/発表者名
      Takeharu Nagai
    • 学会等名
      IBRO (I Neurolatam)
    • 発表場所
      Buzios, Brazil
    • 年月日
      2008-09-03
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 改変蛍光タンパク質によるタンパク質機能・動態のリアルタイム可視化2008

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 学会等名
      岩手医科大学先端医療研究センター公開シンポジウム「バイオイメージングと分子生物学による脳・血管解明一健康増進に向けた最先端研究」
    • 発表場所
      岩手県医師会館ホール、盛岡
    • 年月日
      2008-07-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Direct measurement of protein dynamics in single living cells using a rationally designed photoconvertible fluorescent protein2008

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 学会等名
      第60回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜
    • 年月日
      2008-06-29
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Direct measurement of protein dynamics in living cells using a rationally designed photoconvertible fluorescent protein2008

    • 著者名/発表者名
      Takeharu Nagai
    • 学会等名
      NIPS-JST international workshop
    • 発表場所
      Okazaki conference center, Okazaki
    • 年月日
      2008-04-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Development of a fluorescent protein with deep blue color2008

    • 著者名/発表者名
      Takeharu Nagai
    • 学会等名
      FOM2008
    • 発表場所
      Awaji Yume Butai, Osaka
    • 年月日
      2008-04-14
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 群青色蛍光蛋白質の開発2007

    • 著者名/発表者名
      友杉亘、松田知己、小寺一平、齊藤健太、永井健治
    • 学会等名
      日本生物物理学会第45回年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2007-12-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Imaging Biological Events Using FRET-based Sensor Proteins2007

    • 著者名/発表者名
      Takeharu Nagai
    • 学会等名
      International Symposium on Advance Tech-niques for Molecular Imaging
    • 発表場所
      Taichun, Taiwan
    • 年月日
      2007-12-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 合理的に設計した光変換蛍光タンパク質による生きた細胞内のタンパク質動態解析2007

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 学会等名
      第32回光学会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2007-11-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Engineering fluorescent and bioluminescent proteins to visuali-ze biological functions2007

    • 著者名/発表者名
      Takeharu Nagai
    • 学会等名
      The 19th KAMCB
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2007-10-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Engineering fluorescent and bioluminescent proteins to visuali-ze biological functions2007

    • 著者名/発表者名
      Takeharu Nagai
    • 学会等名
      5th international forum on post-genome tec-hnologies
    • 発表場所
      Suzhou, China
    • 年月日
      2007-09-09
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Engineering fluorescent and bioluminescent proteins to visuali-ze biological functions2007

    • 著者名/発表者名
      Takeharu Nagai
    • 学会等名
      The 2nd International Workshop on Appro-aches to Single-Cell Analysis
    • 発表場所
      Waseda Univ, Tokyo
    • 年月日
      2007-09-06
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Visualization of biological function by using FRET- and BRET-based indicator2007

    • 著者名/発表者名
      Takeharu Nagai
    • 学会等名
      The 3rd Asian and Pacific Rim Symposiu-m on Biophotonics & Biophotonics
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      2007-07-09
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光・化学発光タンパク質を利用して何ができるか?2007

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 学会等名
      生物発光化学発光研究会第25回学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-06-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Various Applications of Fluorescent Proteins for Cell Biollog-y2007

    • 著者名/発表者名
      Takeharu Nagai
    • 学会等名
      16th Annual Meeting of the Korean Societ-y for Smooth Muscle Research
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2007-06-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 改変型蛍光タンパク質の利用2007

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      講義と実習 生細胞蛍光イメージング 原口徳子、木村宏、平岡泰編集(分担執筆)共立出版
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 共鳴エネルギー移動(FRET)の基礎2007

    • 著者名/発表者名
      永井健治、小寺一平
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      講義と実習 生細胞蛍光イメージング 原口徳子、木村宏、平岡泰編集(分担執筆)共立出版
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] FRETの測定と評価2007

    • 著者名/発表者名
      永井健治、齊藤健太
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      講義と実習 生細胞蛍光イメージング 原口徳子、木村宏、平岡泰編集(分担執筆)共立出版
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 実習 FRET2007

    • 著者名/発表者名
      齊藤健太、松田知己、原口徳子、永井健治
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      講義と実習 生細胞蛍光イメージング 原口徳子、木村宏、平岡泰編集(分担執筆)、共立出版
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 実習 全反射顕微鏡2007

    • 著者名/発表者名
      小寺一平、谷知己、永井健治
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      講義と実習 生細胞蛍光イメージング 原口徳子、木村宏、平岡泰編集(分担執筆)、共立出版
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] アポトーシスの検出2007

    • 著者名/発表者名
      竹本研、永井健治、宮脇敦史、三浦正幸
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      実験がうまくいく 蛍光・発光試薬の選び方と使い方 三輪佳宏編集(分担執筆)、羊土社
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] スパイは一人で充分2007

    • 著者名/発表者名
      谷知己、永井健治
    • 総ページ数
      1
    • 出版者
      実験がうまくいく 蛍光・発光試薬の選び方と使い方 三輪佳宏編集(分担執筆)、羊土社
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] FRETプローブ2007

    • 著者名/発表者名
      小寺一平、永井健治
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      実験がうまくいく 蛍光・発光試薬の選び方と使い方 三輪佳宏編集(分担執筆)、羊土社
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 発光性蛋白質を利用したバイオセンサーの開発2007

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 総ページ数
      17
    • 出版者
      バイオとナノの融合I新生命科学の基礎、北海道大学COE研究成果編集委員会(分担執筆)、北海道大学
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://nano.es.hokudai.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://nano.es.hokudai.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 組み換えDNAの調整法2007

    • 発明者名
      永井健治、小寺一平
    • 権利者名
      北海道大学
    • 産業財産権番号
      2007-215238
    • 出願年月日
      2007-08-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 群青色蛍光タンパク質2007

    • 発明者名
      永井健治、友杉亘 松田知己
    • 権利者名
      北海道大学
    • 産業財産権番号
      2007-203300
    • 出願年月日
      2007-08-03
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2018-03-28  

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