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内在性mRNAの一分子イメージングによるRNA代謝機構の解明

公募研究

研究領域ナノメディシン分子科学
研究課題/領域番号 26107704
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 理工系
研究機関東京大学

研究代表者

岡部 弘基  東京大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (20455398)

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
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2015年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2014年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードmRNA / 一分子イメージング / ストレス顆粒 / RNA代謝
研究実績の概要

これまでに、生細胞内における蛍光標識アンチセンス2'O-methyl RNAプローブのmRNAとの相補結合に伴う拡散運動の変化に着目した新規検出法を開発した。細胞内におけるRNA代謝のダイナミクスとメカニズムを解明するには、個々のmRNAの受ける制御(分解や翻訳抑制)を細胞内の局所環境において直接観察することが必須である。そこで、本研究ではこれまでに開発したアンチセンスプローブによる内在性mRNAの定量的検出法を応用して内在性mRNAの一分子イメージング法を開発し、これにより細胞内RNA代謝のダイナミクスとメカニズムを詳細に明らかにすることを目的とした。
生細胞内におけるmRNAを一分子感度で可視化するには、高い親和性を有するアンチセンスプローブが必要である。まず、GAPDH mRNAを標的として、高親和性のアンチセンスプローブを設計した。次に、光褪色後蛍光回復(FRAP)による細胞内アンチセンスプローブの拡散速度の定量解析から、生細胞内において標的mRNAとの結合率を定量的に評価する方法を開発した。これを用いた生細胞内での結合能のスクリーニングおよび得られたプローブ配列と結合能の考察を繰り返すことで、標的mRNAに対し高い結合率を示すプローブ並びに高親和性プローブ配列の一般則を得た。
次に、高親和性アンチセンスプローブを用いた細胞内mRNAの一分子検出に取りくんだ。mRNA由来の信号を高い信号-背景比で検出する工夫を取り入れることで、COS7細胞の細胞質内GAPDH mRNAの一分子イメージングに成功した。この方法を用いることで、ストレス環境において形成するストレス顆粒(SG)内のmRNAの一分子追跡に応用した。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 2件、 招待講演 9件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] ASK1 signaling regulates brown and beige adipocyte maturation2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuki H, Naguro I, Okabe K, Funatsu T, Furutani S, Takeda K, and Ichijo H
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 7 号: 1 ページ: 11158-11158

    • DOI

      10.1038/ncomms11158

    • 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] 特集 使える最新ケミカルバイオロジー D.トピックス:細胞内温度計 蛍光性ポリマー温度センサー2015

    • 著者名/発表者名
      岡部弘基
    • 雑誌名

      生体の科学

      巻: 66 号: 2 ページ: 163-168

    • DOI

      10.11477/mf.2425200124

    • ISSN
      0370-9531, 1883-5503
    • 年月日
      2015-04-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A spontaneously blinking fluorophore based on intramolecular spirocyclization for live-cell super-resolution imaging2014

    • 著者名/発表者名
      Shin-nosuke Uno, Mako Kamiya, Toshitada Yoshihara, Ko Sugawara, Kohki Okabe, Mehmet C. Tarhan, Hiroyuki Fujita, Takashi Funatsu, Yasushi Okada, Seiji Tobita, Yasuteru Urano
    • 雑誌名

      Nature Chemistry

      巻: 6 号: 8 ページ: 681-689

    • DOI

      10.1038/nchem.2002

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 蛍光イメージング法による生細胞内の温度計測法の開発と応用2014

    • 著者名/発表者名
      岡部弘基
    • 雑誌名

      分析化学

      巻: 63 号: 6 ページ: 455-465

    • DOI

      10.2116/bunsekikagaku.63.455

    • NAID

      130004428014

    • ISSN
      0525-1931
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超解像光学顕微鏡2014

    • 著者名/発表者名
      菅原皓、岡部弘基、船津高志
    • 雑誌名

      Drug Delivery System

      巻: 29 号: 4 ページ: 354-356

    • DOI

      10.2745/dds.29.354

    • NAID

      130004874233

    • ISSN
      0913-5006, 1881-2732
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Live-cell single molecule imaging of endogenous mRNA in stress granules2016

    • 著者名/発表者名
      菅原皓、岡部弘基、船津高志
    • 学会等名
      Biophysical Society 60th Annual Meeting
    • 発表場所
      Los Angeles, CA (米国)
    • 年月日
      2016-03-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The mechanism of stress granule formation induced by intracellular local thermogenesis2016

    • 著者名/発表者名
      シベイニ、岡部弘基、船津高志
    • 学会等名
      Biophysical Society 60th Annual Meeting
    • 発表場所
      Los Angeles, CA (米国)
    • 年月日
      2016-02-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞内温度のイメージングと操作による温度生物学2016

    • 著者名/発表者名
      岡部弘基
    • 学会等名
      日本機械学会 第28 回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-01-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生細胞にける1分子内在性mRNAイメージングのためのアンチセンスプローブの設計と評価2015

    • 著者名/発表者名
      武田駿介、岡部弘基、船津高志
    • 学会等名
      日本生物物理学会第53回年会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス自然科学本館(石川県金沢市)
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ストレス顆粒内一分子mRNAの超解像イメージング2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木佑紀、菅原皓、岡部弘基、船津高志
    • 学会等名
      日本生物物理学会第53回年会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス自然科学本館(石川県金沢市)
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Imaging and manipulation of intracellular temperature for thermal biology2015

    • 著者名/発表者名
      岡部弘基
    • 学会等名
      日本生物物理学会第53回年会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス自然科学本館(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
    • 招待講演
  • [学会発表] Local intracellular temperature increase mediates stress granule formation2015

    • 著者名/発表者名
      シベイニ、岡部弘基、船津高志
    • 学会等名
      日本生物物理学会第53回年会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス自然科学本館(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] 細胞内温度の計測と操作による温度生物学2015

    • 著者名/発表者名
      岡部弘基
    • 学会等名
      第七回 光イメージング若手の会「光塾」
    • 発表場所
      広島大学理学部(広島県東広島市)
    • 年月日
      2015-09-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Imaging and manipulation of temperature in single live cells2015

    • 著者名/発表者名
      岡部弘基
    • 学会等名
      第20回NMMSセミナー
    • 発表場所
      東京工業大学 すずかけキャンパス B2棟(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-07-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Imaging and manipulation of temperature in living single cells2015

    • 著者名/発表者名
      岡部弘基
    • 学会等名
      広島大学核内クロマチン・ライブダイナミクスの数理研究拠点・拠点融合研究セミナー
    • 発表場所
      広島大学先端物質科学総合研究棟(広島県東広島市)
    • 年月日
      2015-07-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 単一細胞内における温度のイメージング2015

    • 著者名/発表者名
      岡部弘基、船津高志
    • 学会等名
      第3回がんと代謝研究会
    • 発表場所
      石川県立音楽堂交流ホール(石川県金沢市)
    • 年月日
      2015-07-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] IMAGING OF THERMOGENESIS IN LIVING CELLS USING FLUORESCENT POLYMERIC THERMOMETER2015

    • 著者名/発表者名
      岡部弘基、船津高志
    • 学会等名
      Biophysical Society 59th Annual Meeting
    • 発表場所
      Baltimore, MD, USA
    • 年月日
      2015-02-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Single molecule analysis of endogenous mRNA in stress granules2015

    • 著者名/発表者名
      菅原皓、岡部弘基、船津高志
    • 学会等名
      Biophysical Society 59th Annual Meeting
    • 発表場所
      Baltimore, MD, USA
    • 年月日
      2015-02-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ポリマー温度センサーと定量的顕微鏡法を用いた細胞内温度イメージング2015

    • 著者名/発表者名
      岡部弘基
    • 学会等名
      第9回 NIBBバイオイメージングフォーラム
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター、岡崎市
    • 年月日
      2015-01-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞内温度のイメージングと操作2014

    • 著者名/発表者名
      岡部弘基
    • 学会等名
      量子エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      上智大学セミナーハウス、軽井沢町
    • 年月日
      2014-12-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Intracellular temperature imaging using polymeric thermometer and quantitative microscopy2014

    • 著者名/発表者名
      岡部弘基
    • 学会等名
      Advances in Live Single-Cell Thermal Imaging and Manipulation (ALSCTIM)
    • 発表場所
      沖縄科学技術大学院大学、沖縄県
    • 年月日
      2014-11-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Imaging of thermogenesis in living cells using fluorescent polymeric thermometer2014

    • 著者名/発表者名
      岡部弘基、船津高志
    • 学会等名
      日本生物物理学会第52回年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター、札幌市
    • 年月日
      2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 生細胞内mRNAのナノスケール一分子追跡2014

    • 著者名/発表者名
      菅原皓、岡部弘基、船津高志
    • 学会等名
      日本生物物理学会第52回年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター、札幌市
    • 年月日
      2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 生細胞内におけるmicroRNAの動態観測2014

    • 著者名/発表者名
      石河敏成、岡部弘基、船津高志
    • 学会等名
      日本生物物理学会第52回年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター、札幌市
    • 年月日
      2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 生細胞における一分子内在性mRNAイメージングのためのアンチセンスプローブの開発2014

    • 著者名/発表者名
      武田駿介、岡部弘基、船津高志
    • 学会等名
      日本生物物理学会第52回年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター、札幌市
    • 年月日
      2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ストレス顆粒内一分子mRNA立体構造の超解像イメージング2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木佑紀、菅原皓、岡部弘基、船津高志
    • 学会等名
      日本生物物理学会第52回年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター、札幌市
    • 年月日
      2014-09-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 生細胞内における発熱のイメージング2014

    • 著者名/発表者名
      岡部弘基、船津高志
    • 学会等名
      日本バイオイメージング学会第23回学術集会
    • 発表場所
      大阪大学、吹田市
    • 年月日
      2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 定量的イメージングによる細胞機能の先端分析2014

    • 著者名/発表者名
      岡部弘基
    • 学会等名
      第27回バイオメディカル分析科学シンポジウム(BMAS 2014)
    • 発表場所
      帝京大学薬学部、板橋区
    • 年月日
      2014-08-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Imaging of temperature in a living cell using a fluorescent polymeric thermometer2014

    • 著者名/発表者名
      K Okabe, S Uchiyama, N Inada, Y Harada, T Funatsu
    • 学会等名
      IUPAB Internatinal Byophysic Congress 2014
    • 発表場所
      Brisbane, Australia
    • 年月日
      2014-08-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Imaging of Temperature in living cells2014

    • 著者名/発表者名
      岡部弘基、内山聖一、船津高志
    • 学会等名
      第37回 内藤コンファレンス
    • 発表場所
      ヒルトンニセコ、北海道
    • 年月日
      2014-07-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] 生体の科学 生命動態システム科学2014

    • 著者名/発表者名
      岡部弘基
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      医学書院
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] 実験医学 驚愕の代謝システム2014

    • 著者名/発表者名
      岡部弘基
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      羊土社
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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