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細胞由来微粒子迅速測定のための蛍光と散乱光測定の融合

研究課題

研究課題/領域番号 22K19886
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分90:人間医工学およびその関連分野
研究機関北海道大学

研究代表者

金城 政孝  北海道大学, 先端生命科学研究院, 名誉教授 (70177971)

研究分担者 北村 朗  北海道大学, 先端生命科学研究院, 講師 (10580152)
研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2023年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード蛍光測定 / 光散乱測定 / 相互相関関数 / 微粒子 / 蛍光微粒子 / 相関関数 / 散乱測定 / 相関分光
研究開始時の研究の概要

本研究では、細胞外に放出される多彩な構造と幅広い分子量分布を持つ分子集合体を対象とした散乱光による網羅的検出と蛍光による特異的検出を統合した新規定量的検出法の確立を目指す。
特にそのような分子集合体の中でもガン診断の指標等として注目されている抗原提示エクソソームと呼ばれるものを対象として、その定量的検出・同定法の確立を通してその性能を実証し、新規細胞由来微粒子検出法としての可能性を探査する

研究成果の概要

液-液相分離現象に基づく膜を持たないオルガネラやタンパク質凝縮体などが認知症や神経変性疾患の伝達要因と考えられている。その検出に蛍光標識抗体を用いると,対応する表面抗原を有する粒子は高感度に検出可能であるが,それ以外は検出されない。一方,散乱測定からは,粒子全体のプロファイルが分かるが,特定の機能を有する粒子の判断がつかない
申請代表者は蛍光測定法の中でも蛍光相関分光法(Fluorescence Correlation Spectroscopy,FCS)は光散乱測定と同じく,粒子や分子の拡散運動に由来するダイナミックな性質を反映する手法であることに注目し,散乱と蛍光測定の融合の可能性を研究した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体由来の微粒子やタンパク質凝集体の測定方法には大きく蛍光測定と散乱測定がある。蛍光測定は特異性が高いが微弱光測定であり,試料や測定に繊細な調整が必要である。一方,散乱測定は特異性は低いものの,散乱光シグナルは蛍光比較して強く検出はやや容易であり,多くの粒子の情報を得ることが可能である。この二つの同時測定を融合することで,特異的なシグナルと網羅的な情報を得ることで,新規の生体微粒子解析法の開発を目指した。両方測定可能な励起光を見つけることは困難であったが,同じ装置の光路で測定が可能であることは示すことができた。今後,試料の調整条件などを検討することで,同時測定が達成されると考える。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] スウェーデン王立工科大学/カロリンスカ研究所(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Institute of Physics(セルビア)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] スウェーデン王立工科大学応用物理学部(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Intracellular Conformation of Amyotrophic Lateral Sclerosis-Causative TDP-432023

    • 著者名/発表者名
      Kitamura Akira、Yuno Sachiko、Kawamura Rintaro、Kinjo Masataka
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 24 号: 6 ページ: 5513-5513

    • DOI

      10.3390/ijms24065513

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Trans-cis isomerization kinetics of cyanine dyes reports on the folding states of exogeneous RNA G-quadruplexes in live cells2023

    • 著者名/発表者名
      Kitamura Akira、Tornmalm Johan、Demirbay Baris、Piguet Joachim、Kinjo Masataka、Widengren Jerker
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 51 号: 5 ページ: e27-e27

    • DOI

      10.1093/nar/gkac1255

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Increased intracellular crowding during hyperosmotic stress2022

    • 著者名/発表者名
      Kitamura Akira、Oasa Sho、Kawaguchi Haruka、Osaka Misato、Vukojevic Vladana、Kinjo Masataka
    • 雑誌名

      bioRxiv (preprint)

      巻: - ページ: 11834-11834

    • DOI

      10.1101/2022.12.30.522363

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 偏光蛍光相関分光法の開発と今後の進展2024

    • 著者名/発表者名
      金城 政孝
    • 学会等名
      第19回バイオオプティクス研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 蛍光相関分光法の開発と今度の進展2024

    • 著者名/発表者名
      金城政孝
    • 学会等名
      新領域開発課題 「一分子の科学」研究報告会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] タンパク質間相互作用検出のための 4 チャンネル偏光蛍光相関分光装置の構築と検証 Construction and verification of 4ch polarization-dependent fluorescence correlation spectroscopy for detection of protein interaction2023

    • 著者名/発表者名
      Masataka Kinjo, Riku Ando, Akira Kitamura
    • 学会等名
      第61 回日本生物物理学会年会 2023 年11月16日
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] GGGGCC-RNA は、TDP43 およびそのカルボキシ断片の凝集を抑制する2022

    • 著者名/発表者名
      Ai Fujimoto , Masataka Kinjo , Akira Kitamura
    • 学会等名
      第60回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 回転拡散と並進拡散の解析による凝集性タンパク質の検出2022

    • 著者名/発表者名
      Riku Ando , Johtaro Yamamoto, Akira Kitamura , Nori Nakai , Sumio Terada , Masataka Kinjo
    • 学会等名
      第60回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Size determination of cytoplasmic condensates of optineurin using spatial image correlation spectroscopy (SICS)2022

    • 著者名/発表者名
      Yuta Hamada , Masataka Kinjo , Akira Kitamura
    • 学会等名
      第60回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Optineurin の E50K 緑内障変異はオリゴマー粒径を増大させる2022

    • 著者名/発表者名
      Rintaro Kawamura , Soya Uetsuki , Takehito Tanzawa , Takayuki Kato , Masataka Kinjo
    • 学会等名
      第60回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Pol-FCS回転拡散測定による抗原抗体反応検出2022

    • 著者名/発表者名
      金城政孝
    • 学会等名
      第18 回バイオオプティクス研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 最近の発表論文・総説(2010年1月以降)

    • URL

      https://altair.sci.hokudai.ac.jp/infmcd/publist/pub_j.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 蛍光明滅を利用したRNA立体構造検出に成功

    • URL

      https://www.hokudai.ac.jp/news/2023/01/rnarna.html

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2022-07-05   更新日: 2025-01-30  

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