| 研究課題/領域番号 |
19K06580
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43040:生物物理学関連
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
市川 壮彦 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 特任助教 (10462201)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 原子間力顕微鏡 / 超解像顕微鏡 / ATP / ミトコンドリア / 化学発光タンパク質 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究ではサブナノスケールでイメージングが可能な原子間力顕微鏡（AFM）を用い、AFM探針にATPが結合すると発光を触媒するルシフェラーゼを結合することにより新たなアプローチ法によるATPの超解像顕微鏡を構築すること、そして構築した顕微鏡を用いてミトコンドリアの外膜表面のATP透過型チャネルの機能について明らかにする。ATP透過チャネルは抗がん剤の薬剤ターゲットとして注目されており本研究によって創薬に必要な基盤情報が得られる可能性がある。
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| 研究成果の概要 |
原子間力顕微鏡（AFM）とルシフェラーゼを用いてアデノシン三リン酸（ATP）のナノスケール分布を測定可能な顕微鏡作製を行った。集束イオンビーム装置を用いることによりAFMカンチレバー探針先端約100 nmの領域のみにタンパク質を結合する技術の開発に成功した。また、市販の共焦点顕微鏡に自作AFMを組み込み、細胞用共焦点-AFM同時測定系の構築を行った。さらに、直径100 nm以下の穴からATP含有溶液を放出する装置を開発し本研究の理論を検証することを可能にした。一方で当初使用を予定していたバイオセンサーが本技術には適さないことを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発したAFM探針先端へのタンパク質の局所的な吸着方法はrecognition imagingを始めとするAFM探針を用いたイメージング技術にとって基盤的技術になる可能性を持つ。現時点では化学的修飾方法を用いたセンサー付加が行われているが、本研究で開発した方法を用いることによって比較的簡便にしかも数十ナノメートルの精度で目的タンパク質を結合させることが可能になる。さらに本研究で構築した共焦点-AFM融合顕微鏡は近年増加しつつある細胞のAFM観察を行う上で基本的な機器となると考えられる。
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