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分子ポラリティを可視化する干渉非線形散乱イメージング法の開発

公募研究

研究領域共鳴誘導で革新するバイオイメージング
研究課題/領域番号 16H01439
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

市村 垂生  国立研究開発法人理化学研究所, 生命システム研究センター, 上級研究員 (50600748)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2017年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2016年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
キーワード生物物理 / バイオイメージング / 応用光学・量子光工学
研究実績の概要

最終年度である平成29年度は、二次高調波の干渉イメージング装置を構築し、生体分子のイメージングにおいて、分子の極性をマッピングすることを実現した。当初の計画では、干渉のための参照光を試料を通さず検出器前で信号光と重ねる配置(非同軸配置)によって、干渉像を得ることを予定していたが、初年度の取り組みの結果、これが技術的に困難であることがわかった。そこで、当初の計画を変更し、参照光を試料前で励起光と重ね、励起光とともに試料中を通す配置(同軸配置)で、光学装置を構築した。トリプトファンの多結晶を干渉イメージングした結果、多結晶中のマイクロスケールのドメインの分極を、干渉パターン(インターフェログラム)の位相より、推定することを実現した。これを実現する過程において、環境要因の位相ドリフトを抑制するための、要素技術を提案・確立した。さらに、筋繊維中のサルコメア構造の観察にも応用し、サルコメア中のミオシンフィラメントの分極の周期構造を、位相分布として得ることに成功した。これらの実験を通して、二次高調波の干渉イメージングによって、生体分子のポラリティを可視化するという当初の目的を達成するに至った。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Raman spectroscopy as a tool for ecology and evolution2017

    • 著者名/発表者名
      A. Germond, V. Kumar, T. Ichimura, J. Moreau, H. Fujita, and T. M. Watanabe
    • 雑誌名

      Journal of the Royal Society Interface

      巻: 14 号: 131 ページ: 20170174-20170174

    • DOI

      10.1098/rsif.2017.0174

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Protein expression guided chemical profiling of living cells by hybrid fluorescence-Raman microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Liang-da Chiu , Taro Ichimura , Takumasa Sekiya , Hiroaki Machiyama , Tomonobu Watanabe , Hideaki Fujita , Takeaki Ozawa, Katsumasa Fujita
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 7 号: 1 ページ: 43569-43569

    • DOI

      10.1038/srep43569

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nano-Raman scattering microscopy: Resolution and enhancement2017

    • 著者名/発表者名
      S. Kawata, T. Ichimura, A. Taguchi, and Y. Kumamoto
    • 雑誌名

      Chemical Reviews

      巻: 117 号: 7 ページ: 4983-5001

    • DOI

      10.1021/acs.chemrev.6b00560

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-label immune cell state prediction using Raman spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Taro Ichimura, Liang-da Chiu, Katsumasa Fujita, Hiroaki Machiyama, Tomoyuki Yamaguchi, Tomonobu M. Watanabe, and Hideaki Fujita
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 37562-37562

    • DOI

      10.1038/srep37562

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simultaneous nano-tracking of multiple motor proteins via spectral discrimination of quantum dots2016

    • 著者名/発表者名
      Taishi Kakizuka, Keigo Ikezaki, Junichi Kaneshiro, Hideaki Fujita, Tomonobu M. Watanabe, and *Taro Ichimura
    • 雑誌名

      Biomedical Optics Express

      巻: 7 号: 7 ページ: 2475-2493

    • DOI

      10.1364/boe.7.002475

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Multiple single-molecule nano-tracking based on spectral discrimination of fluorescent probes2017

    • 著者名/発表者名
      Taro Ichimura, Taishi Kakizuka, Junichi Kaneshiro, and Tomonobu M. Watanabe
    • 学会等名
      SPIE Photonics West
    • 発表場所
      San Francisco, CA, USA
    • 年月日
      2017-01-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Light scattering microscopes to quantify the cellular and molecular states2017

    • 著者名/発表者名
      市村垂生
    • 学会等名
      第55回生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Visualizing cellular state transitions using optional spectro-microscopy with single cell resolution2016

    • 著者名/発表者名
      Taro Ichimura, Arno Germond, Kazuko Okamoto, Liang-da Chiu, Katsumasa Fujita, Tomonobu M. Watanabe, and Hideaki Fujita
    • 学会等名
      International Conference on Systems Biology
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2016-09-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ラマン散乱光顕微鏡法を用いた細胞指紋技術の開発と応用2016

    • 著者名/発表者名
      市村垂生, 渡邉朋信
    • 学会等名
      第138回BRCセミナー
    • 発表場所
      理化学研究所バイオリソースセンター
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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