| 研究領域 | 分子夾雑の生命化学 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H04689
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
梶本 真司 東北大学, 薬学研究科, 准教授 (80463769)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | ラマンイメージング / 夾雑環境 / 細胞内の水 / ストレス顆粒 / ラベルフリー / 分子クラウディング / 細胞内生理現象 / 液液相分離 / 細胞周期 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者らはこれまでに細胞内の水のラマンイメージを取得することで細胞内の水の密度分布を直接可視化できること，さらに，ラマンスペクトルの違いから細胞内での水素結合ネットワークを評価できることを示した．これらの結果から，「細胞内の水」が細胞環境を評価する新しいパラメータになると提案している．本申請研究では，申請者らの水の研究をさらに深化させ．細胞内の水の密度の直接測定から各オルガネラにおける細胞内環境の定量評価を行う．
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| 研究実績の概要 |
2021年度の研究では，細胞に外部からストレスを与えた際の細胞内夾雑環境の変化を追跡した。外部からのストレスとして，亜ヒ酸を培地中に添加することによって，酸化ストレスを与えた。亜ヒ酸添加後の細胞を固定化し，G3BP1を免疫染色することで，細胞内にストレス顆粒ができていることを確認した。同様に亜ヒ酸処理した生細胞について，多共焦点ラマン顕微鏡を用いてラマンイメージングを行った。その結果，特にC-H伸縮振動バンドの強度が高い点において，タンパク質に由来するAmide Iバンドや核酸に由来するプリン環のバンドの強度が高くなっていることがわかった。これらはストレス顆粒の主要な構成成分であり，このようなスペクトルは酸化ストレスを与えていないコントロール細胞では見られなかったことから，得られたラマンスペクトルはストレス顆粒のスペクトルと考え，生細胞内のストレス顆粒のラベルフリー観測に成功したと結論した。ストレス顆粒と帰属した領域以外でも，コントロール細胞と比較して，細胞質全体のC-H伸縮振動バンドの強度が高くなっていることがわかった。この結果は，細胞質全体で生体分子の濃度が高くなっていることを示唆しており，酸化ストレスとそれに伴うストレス顆粒の生成に伴って細胞内の夾雑環境が変化していることを示している。緩衝溶液中の液滴形成においても，夾雑度の大きさによって液滴内タンパク質の濃度が変化するなど，夾雑環境によって液液相分離が示唆されていることから，酸化ストレスに伴う細胞内夾雑環境の変化がストレス顆粒にどのように影響を与えているかについて，考察した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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