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極低温2光子励起顕微鏡による光合成系エネルギー捕集ダイナミクスの観測

研究課題

研究課題/領域番号 21750017
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 物理化学
研究機関東北大学 (2011)
名古屋大学 (2009-2010)

研究代表者

柴田 穣  東北大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (20300832)

研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2009年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードレーザー走査顕微鏡 / 顕微分光法 / クロロフィル / 蛍光顕微鏡 / 光合成アンテナ系 / エネルギー移動 / 葉緑体 / ステート遷移
研究概要

本研究により、世界で初めて極低温用の生物光学顕微鏡において0. 9という高い開口数を実現し、液体ヘリウム温度下で300nm程度の高い空間分解能で生体試料を観測する手法を実現した。開発した顕微鏡では色収差も高い精度で補正され、時-空間-スペクトル分解測定への応用に最適である。現時点での問題は、数10分程度で±100nm程度サンプル位置が揺らぐという点であり、今後改善していく必要がある。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (12件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Multiple dissipation components of excess light energy in dry lichen revealed by ultrafast fluorescence study at 5 K2011

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Miyake, Masayuki Komura, Shigeru Itoh, Makiko Kosugi, Yasuhiro Kashino, Kazuhiko Satoh, and Yutaka Shibata
    • 雑誌名

      Photosynth. Res.

      巻: 110 ページ: 39-48

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 光合成系での光捕集過程を構造に立脚して理解する2011

    • 著者名/発表者名
      柴田穣
    • 雑誌名

      光合成研究

      巻: 21巻(3) ページ: 128-134

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Multiple dissipation components of excess light energy in dry lichen revealed by ultrafast fluorescence study at 5 K2011

    • 著者名/発表者名
      H.Miyake, M.Komura, S.Itoh, M.Kosugi, Y.Kashino, K.Satoh, Y.Shibata
    • 雑誌名

      Photosynthesis Research

      巻: 110 号: 1 ページ: 39-48

    • DOI

      10.1007/s11120-011-9691-8

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanism of strong quenching of photosystem II chlorophyll fluorescence under drought stress in a lichen2010

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Komura, Atsushi Yamagishi, Yutaka Shibata, Ikuko Iwasaki, and Shigeru Itoh
    • 雑誌名

      Physciella melanchla, studied by sub-picosecond fluorescence spectroscopy, Biochim. Biophys. Acta

      巻: 1797 ページ: 331-338

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Linearly polarized light absorption spectra of chlorosomes2010

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Tamiaki, Shingo Tateishi, Shosuke Nakabayashi, Yutaka Shibata, and Shigeru Itoh
    • 雑誌名

      light-harvesting antennas of photosynthetic green sulfur bacteria, Chem. Phys. Lett.

      巻: 484 ページ: 333-337

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetically Distinct Three Red Chlorophylls in Photosystem I of Thermosynechococcus elongatus Revealed by Femtosecond Time-Resolved Fluorescence Spectroscopy at 15 K2010

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Shibata, Atsushi Yamagishi, Shunsuke Kawamoto, Tomoyasu Noji, and Shigeru Itoh
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 114 ページ: 2954-2963

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spectral properties of single light-harvesting complexes in bacterial photosynthesis2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Saga, Yutaka Shibata, and Hitoshi Tamiaki
    • 雑誌名

      J. Photochem. and Photobiol. C

      巻: 11 ページ: 15-24

    • NAID

      10027446696

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shallow sink in an antenna pigment system of photosystem I of a marine centric diatom2010

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Yamagishi, Yohei Ikeda, Masayuki Komura, Hiroyuki Koike, Kazuhiko Satoh, Shigeru Itoh, and Yutaka Shibata
    • 雑誌名

      Chaetoceros gracilis, revealed by ultrafast fluorescence spectroscopy at 17 K, J. Phys. Chem. B

      巻: 114 ページ: 9031-9038

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intramolecular excitation energy transfer from visible-light absorbing chlorophyll derivatives to a near-infrared-light emitting boron dipyrromethene moiety2010

    • 著者名/発表者名
      Yumiko Kataoka, Yutaka Shibata, and Hitoshi Tamiaki
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 39 ページ: 953-955

    • NAID

      10027184704

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intensity borrowing via excitonic couplings among Soret and Qy transitions of bacteriochlorophylls in the pigment aggregates of chlorosomes2010

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Shibata, Shingo Tateishi, Shosuke Nakabayashi, Shigeru Itoh, and Hitoshi Tamiaki
    • 雑誌名

      the light-harvesting antennae of green sulfur bacteria, Biochemistry

      巻: 49 ページ: 7504-7515

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetically Distinct Three Red Chlorophylls in Photosystem I of Thermosynechococcus elongatus Revealed by Femtosecond Time-Resolved Fluorescence Spectroscopy at 15 K2010

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Shibata, Atsushi Yamagishi, Shunsuke Kawamoto, Tomoyasu Noji, Shigeru Itoh
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.B

      巻: 114 ページ: 2954-2963

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intensity borrowing via excitonic couplings among Soret and Qy transitions of bacteriochlorophylls in the pigment aggregates of chlorosomes, the light-harvesting antennae of green sulfur bacteria2010

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Shibata, Shingo Tateishi, Shosuke Nakabayashi, Shigeru Itoh, Hitoshi Tamiaki
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 49 ページ: 7504-7515

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acceleration of electron-transfer induced fluorescence quenching upon conversion to the signaling state in the blue-light receptor2009

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Shibata, Yoshiya Murai, Yosuke Satoh, Yoshimasa Fukushima, Koji Okajima, Masahiko Ikeuchi, and Shigeru Itoh
    • 雑誌名

      TePixD from Thermosynechococcus elongatus, J. Phys. Chem. B

      巻: 113 ページ: 8192-8198

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anisotropic Distribution of Emitting Transition Dipoles in Chlorosome from Chlorobium tepidum : Fluorescence Polarization Anisotropy Study of Single Chlorosomes2009

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Shibata, Yoshitaka Saga, Hitoshi Tamiaki, and Shigeru Itoh
    • 雑誌名

      Photosynth. Res.

      巻: 100 ページ: 67-78

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 開口数0.9を有する極低温顕微分光システムの開発2011

    • 著者名/発表者名
      加藤渉、柴田穣
    • 学会等名
      分子科学討論会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 極低温超高速蛍光測定と理論計算の融合で見えてきた光化学系IIの光捕集ダイナミクス2011

    • 著者名/発表者名
      柴田穣、西俊輔、川上恵典、沈建仁、Thomas Renger
    • 学会等名
      分子科学討論会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2011-09-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 超高速蛍光実験と理論計算の融合で見えてきた光捕集ダイナミクス2011

    • 著者名/発表者名
      柴田穣
    • 学会等名
      光合成学会シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-03
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 低温共焦点レーザー顕微スペクトル蛍光法による光合成色素-タンパク質複合体の構築過程の検討2010

    • 著者名/発表者名
      田原由香里、奥井伸輔、加藤渉、柴田穣、伊藤繁
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2010-03-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Drought-stress induces two excitation-energy dissipation channels in lichen ; observation by ultrafast fluorescence spectroscopy2010

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Shibata, Hirohisa Miyake, Masayuki Komura, Makiko Kosugi, Yasuhiro Kashino, Kazuhiko Satoh, Shigeru Itoh
    • 学会等名
      The 70th Okazaki International Conference on Molecular mechanism of photosynthetic energy conversion : the present research and future prospects
    • 発表場所
      Japan
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Light-harvesting dynamics in photosystem I with and without red chlorophylls studied by cryogenic ultrafast fluorescence spectroscopy2010

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Shibata, Atsushi Yamagishi, Masayuki Komura, Tomoyasu Noji, Yohei Ikeda, Hiroyuki Koike, Kazuhiko Satoh, Shigeru Itoh
    • 学会等名
      15th International Congress of Photosynthesis Photosynthetic Light-Harvesting
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Lichen assists the drought-induced fluorescence quenching of photobiont green algae through arabitol2010

    • 著者名/発表者名
      Makiko Kosugi, Akihisa Miyake, Yasuhiro Kashino, Yutaka Shibata, Kazuhiko Satoh, Shigeru Itoh
    • 学会等名
      15th International Congress of Photosynthesis Photosynthetic Light-Harvesting
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Intensity borrowing via excitonic couplings between Soret and Qy transitions of bacterichlorophyll aggregates in chlorosomes2010

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Shibata, Shingo Tateishi, Shosuke Nakabayashi, Shigeru Itoh, Hitoshi Tamiaki
    • 学会等名
      Satellite meeting to the 15th International Congress of Photosynthesis Photosynthetic Light-Harvesting
    • 発表場所
      Tianjin, China
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Excitation-Energy-Transfer Pathway in Photosystem I Reaction Center Revealed by Ultrafast Fluorescence Spectroscopy2010

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Shibata
    • 学会等名
      Fifty Years of Biophysics Research at Nagoya University
    • 発表場所
      Nagoya University
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 共焦点レーザー顕微分光法による黄化Zea maysの光合成系構築過程の解明2010

    • 著者名/発表者名
      加藤渉、田原由香里、柴田穣
    • 学会等名
      日本生物物理学会第48回年会
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ラン藻Leptolyngbya boryana におけるる光非依存型プロトクロロフィリド還元酵素欠損株の細胞内色素分布の顕微分光法による解析2009

    • 著者名/発表者名
      田原由香里、柴田穣、山本治樹、藤田祐一、伊藤繁
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 発表場所
      アスティ徳島
    • 年月日
      2009-10-31
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Excitonic States of Huge Light-Harvesting Pigment Aggregates in Chlorosomes2009

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Shibata
    • 学会等名
      18th ISPPCC Satellite Symposium on Photochemistry and Photobiology of Supramolecular Systems and Coordination Compounds
    • 発表場所
      Ritsumeikan University, Japan
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://opc.chem.tohoku.ac.jp/j/

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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