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ハイブリッド光検出器を使った高速度一分子蛍光観察法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26650045
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, 助教 (90432492)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2014年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード一分子蛍光分光法 / タンパク質 / フォールディング / ライン共焦点顕微鏡 / ライン型共焦点顕微鏡 / 一分子蛍光観察 / ハイブリッド光検出器 / ラインフォーカス型共焦点顕微鏡 / ハイブリッド型フォトダイオード / 石英製顕微対物レンズ
研究成果の概要

一分子蛍光分光法は、タンパク質の運動を観察し機能を理解するための強力な手法である。しかし、従来の手法では、ミリ秒よりも短い時間領域で起きる現象の検出は不可能だった。本研究では、我々がこれまでに開発してきたラインフォーカス型共焦点顕微鏡にハイブリッド光検出器を組み合わせることで、一分子が発する蛍光信号を10マイクロ秒の時間分解能で10ミリ秒の長さにわたって一分子検出することを可能にした。さらに、開発した装置を使ってBdpAと呼ばれるタンパク質についての高速測定を行い、変性状態のBdpAがさまざまな運動を示していることを明らかにした。開発した手法は、さまざまなタンパク質の研究に応用可能である。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Highly Collapsed Conformation of the Initial Folding Intermediates of β-Lactoglobulin with Non-Native α-Helix2015

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Konuma, Kazumasa Sakurai, Masanori Yagi, Yuji Goto, Teturo Fujisawa, Satoshi Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Biology

      巻: 427 号: 19 ページ: 3158-3165

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2015.07.018

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] One-dimensional sliding of p53 along DNA is accelerated in the presence of Ca(2+) or Mg(2+) at millimolar concentrations2015

    • 著者名/発表者名
      Murata A, Ito Y, Kashima R, Kanbayashi S, Nanatani K, Igarashi C, Okumura M, Inaba K, Tokino T, Takahashi S, Kamagata K
    • 雑誌名

      JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY

      巻: 427 号: 16 ページ: 2663-2678

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2015.06.016

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Complexity of the folding transition of the B domain of protein A revealed by the high-speed tracking of single-molecule fluorescence time series2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Oikawa, Kiyoto Kamagata, Munehito Arai, Satoshi Takahashi
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 119 号: 20 ページ: 6081-6091

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.5b00414

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Where the complex things are: single molecule andensemble spectroscopic investigations of protein folding dynamics2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Tkahahshi, Kiyoto Kamagata, Hiroyuki Oikawa
    • 雑誌名

      Current Opinion in Structural Biology

      巻: 36 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1016/j.sbi.2015.11.006

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] マイクロ秒分解一分子蛍光測定で観るタンパク質の構造変化2014

    • 著者名/発表者名
      小井川浩之、齊藤雅嵩、高橋聡
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 54 号: 5 ページ: 276-279

    • DOI

      10.2142/biophys.54.276

    • NAID

      130004693958

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ユビキチンの折り畳みダイナミクスの一分子蛍光分光測定2015

    • 著者名/発表者名
      齊藤雅嵩, Chen Eric H.-L., Chen Po-Ting, Chen Rita P.-Y., 鎌形清人, 小井川浩之, 高橋聡
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都大田区)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ秒分解一分子FRET測定よるタンパク質折り畳みダイナミクスの追跡2015

    • 著者名/発表者名
      小井川浩之, 新井宗仁, 深澤宏仁, 横田浩章, 井出徹, 高橋聡
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都大田区)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 一分子蛍光分光法によって観測されたユビキチンの変性状態の不均一性2015

    • 著者名/発表者名
      齊藤雅嵩、Chen Eric H.-L., Chen Po-Ting, Chen Rita P.-Y., 鎌形清人, 小井川浩之, 高橋聡
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Tracking microsecond single-molecule FRET dynamics on the fast protein folding by the line-confocal microscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Oikawa, Munehito Arai, Atsuhito Fukasawa, Hiroaki Yokota , Toru Ide , Satoshi Takahashi
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 一分子蛍光分光法によるタンパク質のフォールディング研究2015

    • 著者名/発表者名
      高橋聡
    • 学会等名
      機能物性融合科学研究会シリーズ2ソフトダイナミクス
    • 発表場所
      東京大学物性研究所(千葉県柏市)
    • 年月日
      2015-04-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of The Line Confocal System for The Single Molecule Tracking of Folding Dynamics of Proteins2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Oikawa , Kiyoto Kamagata, Munehito Arai, Atuhito Fukasawa, Hiroaki Yokota, Toru Ide, Satoshi Takahashi
    • 学会等名
      Biophysical Society 59th Annual Meeting
    • 発表場所
      Baltimore, USA
    • 年月日
      2015-02-07 – 2015-02-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Dynamics of Protein Folding Studied by Single Molecule Fluorescence Time Series Measurements at Microsecond Resolution2014

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Takahashi
    • 学会等名
      Indo-Japan Joint Workshop on "Frontiers in Molecular Spectroscopy: Fundamentals and Applications to Material and Biology"
    • 発表場所
      Nara
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of the line confocal system for the single molecule tracking of fast folding dynamics of proteins2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Oikawa Kiyoto Kamagata, Munehito Arai, Atsuhito Fukasawa, Hiroaki Yokota, Toru Ide, Satoshi Takahashi
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      北海道札幌市
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Folding dynamics of ubiquitin after rapid mixing detected by single molecule fluorescence spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Masataka Saito, Chen Erick, Chen Po-Ting, Chen Rita P.-Y., Kiyoto Kamagata, Hiroyuki Oikawa, Satoshi Takahashi
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      北海道札幌市
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Continuous tracking of protein folding at microsecond resolution by a line confocal detection of single molecule fluorescence2014

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Takahashi
    • 学会等名
      The 28th Annual Symposium of The Protein Society
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2014-07-27 – 2014-07-30
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of the line confocal system for the single-molecule tracking of the protein folding transition2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Oikawa
    • 学会等名
      International Workshop "Over the Barriers of Transition Paths: Dynamical Processes in Proteins and Complex Molecular Systems"
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      2014-06-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 一分子蛍光分光法によるユビキチンの折り畳みダイナミクス2014

    • 著者名/発表者名
      齊藤雅嵩・Chen Hsin-Liang・Chen Po-Ting・Chen Rita P.-Y.・鎌形清人・小井川浩之・高橋聡
    • 学会等名
      第14回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 年月日
      2014-06-25 – 2014-06-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 改良したマイクロ秒分解一分子蛍光測定法による蛋白質の高速折り畳みダイナミクスの追跡2014

    • 著者名/発表者名
      小井川浩之・鎌形清人・ 新井宗仁・ 深澤宏仁・横田浩章・井出徹・高橋聡
    • 学会等名
      第14回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 年月日
      2014-06-25 – 2014-06-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Microsecond-dynamics of the unfolded BdpA and ubiquitin by a line confocal detection of single molecule fluorescence2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Oikawa , Masataka Saito, Po-Ting Chen, Hsin-Liang Chen, Rita P.-Y. Chen, Munehito Arai, Kiyoto Kamagata, Satoshi Takahashi
    • 学会等名
      The 4th Asia Pacific Protein Association Conference
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 年月日
      2014-06-17 – 2014-06-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2017-05-10  

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