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ウイルスと宿主の感染・増殖・共生過程の誘電率顕微鏡による構造組成解析

公募研究

研究領域ネオウイルス学:生命源流から超個体、そしてエコ・スフィアーへ
研究課題/領域番号 17H05829
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産業技術総合研究所

研究代表者

小椋 俊彦  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 上級主任研究員 (70371028)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2017年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード誘電率顕微鏡 / ウイルス / 液中観察 / 走査電子顕微鏡 / 試料ホルダ / バクテリア / 共生 / 感染 / アメーバ / ナノバイオ
研究実績の概要

本提案では、これまで観察が困難であった、水溶液中の非染色・非固定のウイルスをダメージ無く観察可能な走査電子線走査誘電率顕微鏡を開発し、ナノスケールでのウイルス感染・増殖・共生過程の観察と組成分析を行う。この目的のため、走査電子線を用いたウイルス解析用の誘電率顕微鏡の開発及び改良を進めた。平成30年度は、本研究の目的である水溶液中のウイルスの感染過程をより高分解能で観察する試料ホルダの開発と検出信号回路の高感度・高速化を行った。観察ホルダの高分解能化では、薄膜の厚さを昨年度の20nmから10nmへと薄層化し、さらに薄膜上部のタングステン層も5nm以下とした。これによりウイルスや細胞の分解能を大幅に向上させることが出来た。
今回開発した高分解能試料ホルダを用いて、古細菌に感染するウイルスの感染状態の直接観察を行なった。これにより、古細菌内部に感染するウイルスの分布状態を水溶液中のそのままの状態で観察することに成功した。さらに、アメーバーと巨大ウイルスとの感染過程の観察と解析に関しても溶液中で直接観察を行い、巨大ウイルスの感染後2時間~8時間での観察を行った。これにより、アメーバー内の巨大ウイルス工場の形成過程を分析することが出来た。また、アメーバー工場の蛍光画像による分析も進め、蛍光画像と誘電率画像の相関解析を行なうことでアメーバー工場の構築過程を詳細に明らかにすることが出来た。一方、高分解能の試料ホルダは細胞の直接観察にも効果を発揮し、細胞内の微細構造をより詳細に分析することを可能とした。これにより、細胞膜の構造を蛋白質レベルで観察・分析し、国際誌への発表を行なった。本観察システムの開発・改良により細胞へのウイルスの感染過程を直接観察することを可能とした。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 7件)

  • [雑誌論文] In-Solution Microscopic Imaging of Fractal Aggregates of a Stressed Therapeutic Antibody2019

    • 著者名/発表者名
      Senga Y, Imamura H, Ogura T, Honda S
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 91 号: 7 ページ: 4640-4648

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.8b05979

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nanoscale imaging of the adhesion core including integrin beta-1 on intact living cells using scanning electron-assisted dielectric-impedance microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Okada T, Ogura T
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 13 号: 9 ページ: e0204133-e0204133

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0204133

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nanoscale observation of the natural structure of milk-fat globules and casein micelles in the liquid condition using a scanning electron assisted dielectric microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Ogura T, Okada T
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Communn.

      巻: 491 号: 4 ページ: 1021-1025

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2017.08.004

    • 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
  • [学会発表] 走査電子誘電率顕微鏡の開発と液中試料観察のシンギュラリティ2018

    • 著者名/発表者名
      小椋 俊彦、岡田 知子
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会   第74回学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 走査電子誘電率顕微鏡による水溶液中の生物試料の高分解能観察2018

    • 著者名/発表者名
      小椋 俊彦、岡田 知子
    • 学会等名
      第27回日本バイオイメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 走査電子誘電率顕微鏡による有機材料や生物試料の液中観察と分析2018

    • 著者名/発表者名
      小椋 俊彦、岡田 知子
    • 学会等名
      日本分析化学会 第67年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 溶液中の生物試料や有機材料をそのまま観察する走査電子誘電率顕微鏡の開発2018

    • 著者名/発表者名
      小椋 俊彦、岡田 知子
    • 学会等名
      第69回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 走査電子誘電率顕微鏡による液中生物試料の高コントラスト観察2018

    • 著者名/発表者名
      小椋 俊彦、岡田 知子
    • 学会等名
      2018年度日本顕微鏡学会 SEMの物理学分科会研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nanoscale observation of intact biological specimens in water with high-contrast imaging by scanning electron assisted dielectric-impedance microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      小椋 俊彦、岡田 知子
    • 学会等名
      Microscopy & Microanalysis
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nanoscale imaging of unstained biological specimens in aqueous condition using scanning electron assisted dielectric microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      小椋 俊彦、岡田 知子
    • 学会等名
      The Asian Conference on Oleo Science 2017 (ACOS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 新規誘電率顕微鏡による溶液中の生物試料やミルク内粒子の直接観察2017

    • 著者名/発表者名
      小椋 俊彦、岡田 知子
    • 学会等名
      材料技術研究協会討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nanoscale imaging of living cells bound by nanobeads-connected anti-CD44 antibody in medium using newly developed dielectric microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      岡田 知子、小椋 俊彦
    • 学会等名
      生物物理学会年回
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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