一分子蛍光観察用ライトガイド型フローセルの開発

• 研究課題/領域番号: 23657097
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 高橋 聡 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30283641)
• 連携研究者: 鎌形 清人 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (90432492)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2011年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 一分子観察 / 蛍光 / ライトガイド / フローセル / 微細加工 / ライトガイド型フローセル / 一分子蛍光観察 / タンパク質 / 長時間観察

研究概要

本研究では、ライトガイド型フローセルを開発し、光学基板に固定せずに、タンパク質一分子が発する蛍光を継続的に観測することを目的とした。特に、微細加工技術により、さや流型フローセルと、溶液混合型フローセルの製作を行った。後者では、一分子観察のための浅い流路に、適度な流速により溶液混合を可能にするセルの設計を行った。これにより、溶液混合後の試料の一分子観察が可能になると予想される。

研究成果

• [雑誌論文] Microsecond dynamics of an unfolded protein by a line confocal tracking of single molecule fluorescence (2013)
  • 著者名/発表者名: Oikawa, H., Suzuki, Y., Saito, M., Kamagata, K., Arai, M., & Takahashi, S.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 号: 1 ページ: 2151-2151
  • DOI: 10.1038/srep02151
  • 査読あり
• [雑誌論文] A New Way to Degrade Heme -THE MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS ENZYME MhuD CATALYZES HEME DEGRADATION WITHOUT GENERATING CO (2013)
  • 著者名/発表者名: Nambu, S., Matsui, T., Goulding, C. W., Takahashi, S., Ikeda-Saito, M.
  • 雑誌名: Journal of BiologicalChemistry 巻: 288 ページ: 10101-10109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydration-State Change of horse Heart Cytochrome c Corresponding to Trifluoroacetic-Acid-Induced unfolding (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyashita, Y., Wazawa, T., Mogami, G., Takahashi, S., Sambongi, Y., Suzuki, M
  • 雑誌名: Biophysical Journal 巻: 104 ページ: 163-172
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-term observation of fluorescence ofgree single molecules to explore protein- folding energy landscapes (2013)
  • 著者名/発表者名: Kamagata, K., Kawaguchi, T., Iwahashi, Y., Baba, A., Fujimoto, K., Komatsuzaki, T., Sambongi, Y., Goto, Y., Takahashi, S
  • 雑誌名: Journal of American Chemical Society 巻: 134 ページ: 11525-11532
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new way to degrade heme: The Mycobacterium tuberculosis enzyme MhuD catalyzes heme degradation without generating CO (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Nambu, T. Matsui, C. W. Goulding, S. Takahashi, M. Ikeda-Saito
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 印刷中 号: 14 ページ: 10101-10109
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.448399
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-Term Observation of Fluorescence of Free SingleMolecules To Explore Protein-Folding Energy Landscapes (2012)
  • 著者名/発表者名: Kamagata K, Kawaguchi T, Iwahashi Y, Baba A, Fujimoto K, Komatsuzaki T, Sambongi Y, Goto Y, Takahashi S
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 134 号: 28 ページ: 11525-11532
  • DOI: 10.1021/ja3020555
  • 査読あり
• [雑誌論文] Staring at a Protein: Ensemble and Single Molecule Investigations on Protein Folding Dynamics (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, S., Kamagata, K.
  • 雑誌名: Single-Molecule Biophysics : Experiment and Theory in Adv. Chem. Phys 巻: 146 ページ: 3-22
  • 査読あり
• [雑誌論文] 新しいタンパク質化学の可能性 ～新時代を切り拓くマルチタレントDavid Baker～ (2011)
  • 著者名/発表者名: 鎌形清人、高橋聡
  • 雑誌名: 化学 巻: 66 ページ: 68-69
• [雑誌論文] 一分子蛍光観察法を用いたタンパク質フォールディングの解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小井川浩之、鎌形清人、高橋聡
  • 雑誌名: 高分子 巻: 60 ページ: 801-803
  • NAID: 10029795631
• [学会発表] 一分子蛍光計測によるタンパク質の折り畳みや機能ダイナミクス (2013)
  • 著者名/発表者名: 鎌形清人
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島市
• [学会発表] 高速一分子蛍光追跡による柔らかなタンパク質の運動追跡 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋聡
  • 学会等名: 日本化学会第93回春季年会
  • 発表場所: 草津市
• [学会発表] Microsecond-Resolved tracking of the Unfolded State of BdpA by a Line Confocal Detection of Single Molecule Fluorescence (2013)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Takahashi
  • 学会等名: International Symposium on Protein Folding and Its Biological Significance
  • 発表場所: 岡崎市
• [学会発表] Microsecond-Resolved tracking of the Unfolded State of BdpA by a Line Confocal Detection of Single Molecule Fluorescence (2013)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Takahashi
  • 学会等名: International Symposium on Protein Folding and Its Biological Significance
  • 発表場所: 岡崎
  • 招待講演
• [学会発表] 高速一分子蛍光追跡による柔らかなタンパク質の運動追跡 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋聡
  • 学会等名: 日本化学会第９３回春季年会
  • 発表場所: 草津
  • 招待講演
• [学会発表] Single-molecule fluorescence and diffusion measurements of a GroEL-binding peptide (2012)
  • 著者名/発表者名: Suguru Watanabe, Shion Ando, Kiyoto Kamagata, Tatsuya Nojima, Hideki Taguchi, Takahiro Hohsaka, Satoshi Takahashi
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡市
• [学会発表] Microsecond-resolved tracking of the unfolded state of BdpA by a line confocal detection of single molecule fluorescence (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Oikawa, Yuta Suzuki, Masataka Saito, Kiyoto Kamagata, Munehito Arai , Satsohi Takahashi
  • 学会等名: Indo- Japan Workshop on'Recent Advances in Spectroscopy and Microscopy: Fundamentals and Applications to Materials and Biology
  • 発表場所: India, Hyderabad
• [学会発表] Microsecond-Resolved Tracking of The Unfold State of BdpA by a Line Confocal Detection of Single Molecule Fluorescence (2012)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Takahashi
  • 学会等名: International Symposium on Protein Folding and Dynamics
  • 発表場所: India, Bangalore
• [学会発表] Single-molecule structuralanalysis of tumor suppressor p53 using scanning probe microscopes (2012)
  • 著者名/発表者名: Seiya Takahashi, Yasuyuki Sainoo, Risa kashima, Takashi Tokino, Tadahiro Komeda, Satoshi Takahashi, Kiyoto Kamagata
  • 学会等名: 第50回日本生物物理学会
  • 発表場所: 名古屋市
• [学会発表] Microsecond-resolved traces of protein folding by single-molecule FRET measurements (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Oikawa, Yuta Suzuki, Kiyoto Kamagata, Munehito Arai, Satoshi Takahashi
  • 学会等名: 第50回日本生物物理学会
  • 発表場所: 名古屋市
• [学会発表] Construction of a microfluidic system for fluorescence-based single-molecule sorting (2012)
  • 著者名/発表者名: Sho Saitoh, Hiroyuki Oikawa, Kiyoto Kamagata, Satoshi Takahashi
  • 学会等名: 第50回日本生物物理学会
  • 発表場所: 名古屋市
• [学会発表] 新規-分子蛍光観測法による-分子蛍光観察によるタンパク質のエネルギー地形解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋聡、小井川浩之、鎌形清人
  • 学会等名: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋市
• [学会発表] 新規-分子蛍光観測法による蛋白質の折り畳みの自由エネルギー地形の探索 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鎌形清人、川口敏史、馬場昭典、三本木至宏、小松崎民樹、高橋聡
  • 学会等名: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋市
• [学会発表] マイクロ秒分解-分子FRET測定による蛋白質構造変化の追跡 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小井川浩之、鎌形清人、飯島一生、芳坂貴弘、高橋聡
  • 学会等名: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋市
• [学会発表] 一分子蛍光観察によるタンパク質のエネルギー地形解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋聡,小井川浩之,鎌形清人
  • 学会等名: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] マイクロ秒分解一分子FRET測定による蛋白質構造変化の追跡 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小井川浩之, 鎌形清人, 飯島一生, 芳坂貴弘, 高橋聡
  • 学会等名: 第12回日本蛋白質科学会年
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 新規一分子蛍光観測法による蛋白質の折り畳みの自由エネルギー地形の探索 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鎌形清人, 川口敏史, 馬場昭典, 三本木至宏, 小松崎民樹, 高橋聡
  • 学会等名: 第12回日本蛋白質科学会年
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] マイクロ秒分解一分子蛍光検出による変性状態タンパク質の高速構造揺らぎ (2012)
  • 著者名/発表者名: 小井川浩之, 鎌形清人, 新井宗仁, 高橋聡
  • 学会等名: 新学術領域「揺らぎと生体機能」「水和とATP」合同公開シンポジウム「ゆらぎと水 - 生命のエネルギーと機能の分子機構を探る」
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] 新規一分子FRET計測技術によるABCトランスポーターのATP加水分解機構の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中野駿介, 七谷圭 , 魚住信之, 高橋聡, 鎌形清人
  • 学会等名: 新学術領域「揺らぎと生体機能」「水和とATP」合同公開シンポジウム「ゆらぎと水 - 生命のエネルギーと機能の分子機構を探る」
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] Construction of a microfluidic system for fluorescence-based single-molecule sorting (2012)
  • 著者名/発表者名: Sho Saitoh, Hiroyuki Oikawa, Kiyoto Kamagata, Satoshi Takahashi
  • 学会等名: 第50回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Microsecond-resolved traces of protein folding by single-molecule FRET measurements (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Oikawa, Yuta Suzuki, Kiyoto Kamagata, Munehito Arai, Satoshi Takahashi
  • 学会等名: 第50回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Single-molecule structural analysis of tumor suppressor p53 using scanning probe microscopes (2012)
  • 著者名/発表者名: Seiya Takahashi, Yasuyuki Sainoo, Risa kashima, Takashi Tokino, Tadahiro Komeda, Satoshi Takahashi, Kiyoto Kamagata
  • 学会等名: 第50回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Microsecond-Resolved Tracking of The Unfolded State of BdpA by a Line Confocal Detection of Single Molecule Fluorescence (2012)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Takahashi
  • 学会等名: International Symposium on Protein Folding and Dynamics
  • 発表場所: India,Bangalore
  • 招待講演
• [学会発表] 高速一分子FRET追跡によるタンパク質のフォールディングダイナミクス (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋聡
  • 学会等名: 最近の光源開発・計測法の進歩と分光学への応用
  • 発表場所: 京都
  • 招待講演
• [学会発表] Microsecond-resolved tracking of the unfolded state of BdpA by a line confocal detection of single molecule fluorescence (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Oikawa, Yuta Suzuki, Masataka Saito, Kiyoto Kamagata, Munehito Arai, Satoshi Takahashi
  • 学会等名: Indo- Japan Workshop on 'Recent Advances in Spectroscopy and Microscopy: Fundamentals and Applications to Materials and Biology
  • 発表場所: India,Hyderabad
  • 招待講演
• [学会発表] Microsecond-resolved tracking of the unfolded state of BdpA by a line confocal detection of single molecule fluorescence (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Oikawa,Yuta Suzuki, Masataka Saito, Kiyoto Kamagata, Munehito Arai, Satoshi Takahashi
  • 学会等名: 新学術領域研究「揺らぎと生体機能」第６回公開シンポジウム
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Construction of a microfluidic system for fluorescence based single-molecule sorting (2012)
  • 著者名/発表者名: Saitoh, HIroyuki Oikawa, Kiyoto Kamagata, Satsohi Takahashi
  • 学会等名: 第12回東北大学多元物質科学研究所研究発表会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] Single-molecule fluorescence and diffusion measurements of a GroEL-binding peptide (2012)
  • 著者名/発表者名: Suguru Watanabe, Shion Ando, Kiyoto Kamagata, Tatsuya Nojima, Hideki Taguchi, Takahiro Hohsaka, Satoshi Takahashi
  • 学会等名: 第85回日本生物化学会大会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] GroEL結合ペプチドの一分子蛍光拡散測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邉優, 安藤嗣音, 鎌形清人, 野島達也, 田口英樹, 芳坂貴弘, 高橋聡
  • 学会等名: 日本生物物理学会東北支部会2012
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] マイクロ秒分解一分子FRET測定によるタンパク質折り畳み運動の追跡 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小井川浩之
  • 学会等名: 日本生物物理学会東北支部会2012
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 人工タンパク質のデザインを目指した蛍光一分子ソーターの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 斉藤翔, 小井川浩之, 鎌形清人, 高橋聡
  • 学会等名: 日本生物物理学会東北支部会2012
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] Exploring The Energy Landscape of Denatured Protein Using Time-series Detection of Fluorescence of Free Single Molecules (2012)
  • 著者名/発表者名: Kiyoto Kamagata, Toshifumi Kawaguchi, Akinori Baba, Yoshihiro Sambongi, Tamiki Komatsuzaki, and Satoshi Takahashi
  • 学会等名: International Symposium on Innovative Nanobiodevices ISIN 2012
  • 発表場所: Nagoya
• [学会発表] Folding dynamics of cytochrome c551 studied by long time observation of fluorescence time series from single molecules (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshifumi Kawaguchi, Kiyoto Kamagata, Hiroyuki Oikawa, Yoshihiro Sambongi, Satsohi Takahashi
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Imaging and tracking of single BLG molecules in solution (2011)
  • 著者名/発表者名: Sion Ando, Hiroyuki Oikawa, Kiyoto Kamagata, Kazumasa Sakurai, Yuji Goto, Satoshi Takahashi
  • 学会等名: 第49回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 姫路
• [学会発表] Microsecond-resolved time traces of protein conformational change by single-molecule fluorescence detection (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Oikawa, Kiyoto Kamagata, Issei Iijima, Takahiro Hohsaka, Yoshihiro Sambongi, Satoshi Takahashi
  • 学会等名: 第49回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 姫路
• [学会発表] Additives inhibiting the bleaching of fluorophores for the oong-time fluorescence observation of single proteins (2011)
  • 著者名/発表者名: Hironao Itabashi, Eriko Mano, Hiroyuki Oikawa, Yasuyuki Araki, Kiyoto Kamagata, Takehiko Wada, Satoshi Takahashi
  • 学会等名: 第49回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 姫路
• [学会発表] Energy landscape of denatured protein revealed by a new singe-molecule fluorescence method (2011)
  • 著者名/発表者名: Kiyoto Kamagata, Toshifumi Kawaguchi, Akinori Baba, Yoshihiro Sambongi, Tamiki Komatsuzaki, Satoshi Takahashi
  • 学会等名: 第49回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 姫路
• [学会発表] Submillisecond dynamics of protein folding and ligand binding detected by the line conforcal microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Oikawa, Kiyoto Kamagata, Issei Iijima, Takahiro Hosaka, Yoshihiro Sambongi, Satoshi Takahashi
  • 学会等名: 第49回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 姫路
• [学会発表] イクロ秒分解一分子蛍光検出による蛋白質構造変化の追跡 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小井川浩之、鎌形清人、飯島一生、芳坂貴弘、高橋聡
  • 学会等名: 第38回生体分子科学討論会
  • 発表場所: 筑波
• [学会発表] 新規一分子蛍光観測法による蛋白質の自由エネルギー地形の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鎌形清人、川口敏史、馬場昭典、三本木至宏、小松崎民樹、高橋聡
  • 学会等名: 第１１回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] マイクロ秒分解一分子蛍光検出による蛋白質構造変化の追跡 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小井川浩之、鎌形清人、飯島一生、芳坂貴弘、高橋聡
  • 学会等名: 第１１回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] Single molecule and ensemble investigations of protein folding dynamics in the time domain from 30 μs to seconds (2011)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Takahashi
  • 学会等名: The 16th Biophysics Conference(招待講演)
  • 発表場所: 台湾
• [図書] Protein Folding and Misfolding Shining Light by Infrared Spectroscopy, Watching Dynamical Events in Protein Folding in the Time Domain from Submilliseconds to Second: Continuous-Flow Rapid-Mixing Infrared Spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Takahashi, Tetsunari Kimura
  • 出版者: Springer
• [備考]
  • URL: http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=34