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パルス電子顕微鏡のための液体試料観察法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K22384
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分43:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
研究機関名古屋大学

研究代表者

成田 哲博  名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (30360613)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020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)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード電子顕微鏡 / 蛋白質動態 / パルス電子顕微鏡 / 溶液構造 / タンパク質動態 / 液中観察 / 蛋白質 / ダイナミクス
研究開始時の研究の概要

開発中のパルス電子顕微鏡を用いると1ミリ秒以下の露光時間で一枚の電子顕微鏡写真が撮れる。パルス間隔を開けることでダメージを抑えながら長時間動態観察することもできる。本研究では、このパルス電子顕微鏡によって液中の蛋白質動態を直接観察するための液体試料観察法の開発を行う。より具体的には、1: 電子顕微鏡観察に向いた溶液条件の探索、2:従来よりコントラストの高い溶液チャンバー作成法の開発を行う。

研究成果の概要

本研究では、パルス電子顕微鏡で蛋白質動態を観察するための溶液チャンバーの開発を行った。穴の開いたシリコンの上に40nmのSiN(窒化シリコン)膜を貼り付けたチップを作成、このチップを二枚貼り合わせることで、溶液ホルダを自作した。試行錯誤の結果、最終的には直径20 nmの金コロイドの溶液中の動きを、(パルス電子顕微鏡ではない)通常の熱電子放出型電子顕微鏡でコンスタントに観察できるほどのコントラストを得ることができた。市販の溶液チャンバーとの比較から、溶液薄さは100 nmを割っているようで、溶液観察の成功率も50%を越え、ほぼ実用レベルに達している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

パルス電子顕微鏡による溶液状態の観察が可能になれば、蛋白質動態だけでなく、リポソームやミセル、エマルジョンのような溶液構造についての微細動態観察も可能になり、生物学だけでなく、医薬、食品、化粧品、塗料など応用分野は広い。本研究はまだ完成にまでは至っていないが、必要条件を満たす溶液チャンバーの作成にほぼ成功しており、重要な一歩を刻むことができたと考えている。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 5件)

  • [学会発表] アクチン線維構造と運動マシナリー2020

    • 著者名/発表者名
      成田哲博
    • 学会等名
      第43回分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞運動のしくみ解明に挑戦する構造生物学 ~アクチン線維の精密解析~2020

    • 著者名/発表者名
      成田哲博
    • 学会等名
      未来に挑戦する構造生物科学
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フォトカソード電子顕微鏡に生物分野から期待できること2020

    • 著者名/発表者名
      成田哲博
    • 学会等名
      第238回有機エレクトロニクス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High resolution structural analysis of the actin filaments and actin related proteins2019

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Narita
    • 学会等名
      Frontiers in Cellular, Viral and Molecular Microscopy with Cryo-specimen Preparation Techniques, 英国ブリストル大学
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cofilin functions and regulation from a structural view point,2019

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Narita
    • 学会等名
      The 11th Toyota Riken International Workshop “Actin Filament: beyond the atomic resolution structures”
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-07-04   更新日: 2022-01-27  

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