電子顕微鏡画像を用いたタンパク質構造変化の自動解析技術の開発

• 研究課題/領域番号: 20300107
• 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: 生体生命情報学
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 小椋 俊彦 独立行政法人産業技術総合研究所, バイオメディカル研究部門, 主任研究員 (70371028)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円); 2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2010年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2009年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2008年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
• キーワード: 電子顕微鏡 / 画像情報処理 / 生物サンプル / 3次元構造 / タンパク質 / 生物試料 / 構造変化 / 並列分散処理

研究概要

蛋白質の構造変化を解析するための新規アルゴリズムの開発を進め、電子顕微鏡画像からの3次元再構成の高速化を達成した。さらに、この解析手法を蛋白質の構造解析への適用を進めた。これと平行して走査電子顕微鏡による生物サンプルの構造解析に関する研究を行い、多検出素子による3次元解析システムを開発した。これにより個々の生物サンプルの3次元構造解析を一回の撮像で自動的に行うことが可能となった。

研究成果

• [雑誌論文] Direct observation of the inner structure of unstained atmospheric cells by low-energy electrons (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Ogura
  • 雑誌名: Measurement Science & Technology 巻: Vol.23 号: 8 ページ: 085402-085402
  • DOI: 10.1088/0957-0233/23/8/085402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional X-ray observation of atmospheric biological samples by linear-array scanning-electron generation X-ray microscope system (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Ogura
  • 雑誌名: PloS ONE 巻: Vol.6 号: 6 ページ: e21516-e21516
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0021516
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitsugumin 23 forms a massive bowl shaped assembly and cation-conducting channel (2011)
  • 著者名/発表者名: Elisa Venruti, Kazuhiro Mio, Miyuki Nishi, Toshihiko Ogura, Toshio Moriya, Samantha Pitt, Kazutaka Okuda, Sho Kakizawa, Rebecca Sitsapesan, Chikara Sato and Hiroshi Takeshima
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: Vol.50 号: 13 ページ: 2623-2632
  • DOI: 10.1021/bi1019447
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-resolution x-ray observation of unstained samples by a newly developed SGXM (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Ogura
  • 雑誌名: Nanotechnology 21
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-resolution x-ray observation of unstained samples by a newly developed SGXM (2010)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Ogura
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: Vol.21 号: 29 ページ: 295501-295501
  • DOI: 10.1088/0957-4484/21/29/295501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Keap1 is a forked-stem dimmer structure with two large spheres enclosing the intervening, double glycine repeat, and C-terminal domains (2010)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Ogura, Kit I. Tong, Kazuhiro Mio, Yuusuke Maruyama, Hirofumi Kurokawa, Chikara Sato, Masayuki Yamamoto
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: Vol.107 号: 7 ページ: 2842-2847
  • DOI: 10.1073/pnas.0914036107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct observation of unstained wet biological samples by scanning-electron generation X-ray microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Ogura
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 巻: Vol.391 号: 1 ページ: 198-202
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2009.11.031
  • 査読あり
• [雑誌論文] Keap1 is a forked-stem dimmer structure with two large spheres enclosing the intervening, double glycine repeat, and C-terminal domains (2010)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Ogura, Kit I.Tong, Kazuhiro Mio, Yuusuke Maruyama, Hirofumi Kurokawa,Chikara Sato, Masayuki Yamamoto
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 107 ページ: 2842-2847
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct observation of unstained wet biological samples by scanning-electron generation X-ray microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Ogura
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun 391 ページ: 198-202
  • 査読あり
• [雑誌論文] Keap1 is a forked-stem dimmer structure with two large spheres enclosing the intervening, double glycine repeat, and C-terminal domains (2010)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Ogura, Kit I.Tong, Kazuhiro Mio, Yuusuke Maruyama, Hirofumi Kurokawa, Chikara Sato, Masayuki Yamamoto
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 107 ページ: 2842-2847
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct observation of unstained wet biological samples by scanning-electron generation X-ray microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Ogura
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res.Commun. 391 ページ: 198-202
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of the unstained biological sample by a novel scanning electron generation X-ray microscope based on SEM (2009)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Ogura
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: Vol.385 号: 4 ページ: 624-629
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2009.05.107
  • 査読あり
• [雑誌論文] RECK forms cowbell-shaped dimers and inhibits matrix metalloproteinase catalyzed cleavage of fibronectin (2009)
  • 著者名/発表者名: Akira Omura, Tomoko Matsuzaki, Kazuhiro Mio, Toshihiko Ogura, Mako Yamamoto, Akiko Fujita, Katsuya Okawa, Hitoshi Kitayama, Chiaki Takahashi, Chikara Sato and Makoto Noda
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: Vol.284 号: 6 ページ: 3461-3469
  • DOI: 10.1074/jbc.m806212200
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analyzing indirect secondary electron contrast of unstained bacteriophage T4 based on SEM images and Monte Carlo simulations (2009)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Ogura
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: Vol.380 号: 2 ページ: 254-259
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2009.01.046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reconstruction of the P2X2 receptor reveals a vase-shaped structure with lateral tunnels above the membrane (2009)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Mio, Toshihiko Ogura, Tomomi Yamamoto, Yoko Hiroaki, Yoshinori Fujiyoshi, Yoshihiro Kubo and Chikara Sato
  • 雑誌名: Structure 巻: Vol.17 号: 2 ページ: 266-275
  • DOI: 10.1016/j.str.2008.12.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of the unstained biological sample by a novel scanning electron generation X-ray microscope based on SEM (2009)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Ogura
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 385 ページ: 624-629
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of the unstained biological sample by a novel scanning electron generation X-ray microscope based on SEM (2009)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Ogura
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res.Commun. 385 ページ: 624-629
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analyzing indirect secondary electron contrast of unstained bacteriophage T4 based on SEM images and Monte Carlo simulations (2009)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Ogura
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 380 ページ: 254-259
  • 査読あり
• [雑誌論文] A high contrast method of unstained biological samples under a thin carbon film by scanning electron microscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Ogura
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 巻: Vol.377 号: 1 ページ: 79-84
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2008.09.097
  • 査読あり
• [雑誌論文] A high contrast method of unstained biological samples under a thin carbon film by scanning electron microscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Ogura
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 380 ページ: 254-259
  • 査読あり
• [雑誌論文] A high contrast method of unstained biological samples under a thin carbon film by scanning electron microscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Ogura
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 377 ページ: 79-84
  • 査読あり
• [学会発表] 走査電子顕微鏡を用いた非染色生物試料の高コントラスト・低ダメージ観察方法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小椋俊彦
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第68回学術講演会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2012-05-16
• [学会発表] 柔軟な情報処理を用いたタンパク質粒子画像の自動拾い上げ方法と分類 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小椋俊彦
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第66回学術講演会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2010-05-24