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DNA-タンパク質相互作用のデジタルカウンティング

公募研究

研究領域少数性生物学―個と多数の狭間が織りなす生命現象の探求―
研究課題/領域番号 26115708
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
研究機関京都大学

研究代表者

原田 慶恵  京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 教授 (10202269)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2015年度)
配分額 *注記
12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
2015年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2014年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワードナノバイオ
研究実績の概要

「少数性生物学」では数を知ることが重要である。分子の数を数える方法として、蛍光1分子イメージング技術がある。現在用いられている全反射照明による蛍光1分子イメージング法では、蛍光色素分子の濃度がおよそ50 nMを越えると、常に近接した領域に複数の蛍光標識生体分子が存在するようになり、個々の分子の観察が非常に困難になる。そのため、全反射照明蛍光顕微鏡法による蛍光1分子イメージングで解析できるのは、基質との親和性が十分高い酵素に限られていた。高濃度条件下で1分子蛍光イメージングを行うことができる新しい蛍光1分子イメージング法としてナノ開口が開発された。ナノ開口はガラス基板上の厚さ100 nm程度のアルミフィルムに作製した直径80~100 nmの穴である。穴の直径に比べて、励起光の波長が大きいため、ガラス基板の下から励起光を照射すると、励起光は穴の外には出ることができず、穴の底面ごく近傍に近接場光が生じる。全反射照明法より、さらに微小領域を励起するこの方法を用いることで、数μMでも1分子観察が可能になる。ガラス基板上にナノメートルサイズの加工を施す技術は確立されておらず、ナノ開口の作製は容易ではない。これまでにいくつかのナノ開口基板作製手法が報告されているが、我々はMetal Lift-off法でナノ開口基板を作製している。昨年度は条件検討を繰り返し、30×20 mm角の石英ガラス基板に安定してナノ開口を作製することができるようになった。今年度はナノ開口を大量に作製するため、直径4インチの石英ウェハを使って、1回の作業で60枚のナノ開口を作製する方法を確立した。その結果、安定して大量のナノ開口が作製できるようになった。このナノ開口を使って、エピジェネティクス制御の1つであるDNAメチル化パターン維持に関与するタンパク質の機能解析を行っている。

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

    (23件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 8件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] ECHO-liveFISH: in vivo RNA labeling reveals dynamic regulation of nuclear RNA foci in living tissues.2015

    • 著者名/発表者名
      Oomoto, I., Suzuki-Hirano, A., Umeshima, H., Han, YW., Yanagisawa, H., Carlton, P., Harada, Y., Kengaku, M., Okamoto, A., Shimogori, T. and Wang, DO.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res.

      巻: 43(19) 号: 19 ページ: e126-e126

    • DOI

      10.1093/nar/gkv614

    • NAID

      120005619785

    • 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] Suppression of Non-Specific Protein-Nanodiamond Adsorption Enabling Specific Targeting of Nanodiamonds to Bio-molecules of Interest2015

    • 著者名/発表者名
      Shingo Sotoma, Ryuji Igarashi, Jun Iimura, Yuta Kumiya, Hedehito Tochio, Yoshie Harada and Masahiro Shirakawa,
    • 雑誌名

      Chemistry letters

      巻: 44 号: 3 ページ: 354-356

    • DOI

      10.1246/cl.141036

    • NAID

      130004868380

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synergistic effect of ATP for RuvA-RuvB-Holliday junction DNA complex formation2015

    • 著者名/発表者名
      Takuma Iwasa, Yong-Woon Han, Ryo Hiramatsu, Hiroaki Yokota, Kimiko Nakao, Ryuji Yokokawa, Teruo Ono and Yoshie Harada
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 印刷中

    • NAID

      120005712940

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The application of Fluorescence-Conjugated Pyrrole/Imidazole Polyamides in the Characterization of Protein-DNA Complex Formation2015

    • 著者名/発表者名
      Yong-Woon Han, Hiroshi Sugiyama and Yoshie Harada
    • 雑誌名

      Biomaterials Science

      巻: 印刷中

    • 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] Optically Detected Magnetic Resonance of Nanodiamonds In Vivo; Implementation of Selective Imaging and Fast Sampling.2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshinari, Y., Mori, S., Igarashi, R., Sugi, T., Yokota, H., Ikeda, K., Sumiya, H., Mori, I, Tochio, H., *Harada, Y. and Shirakawa, M.
    • 雑誌名

      J Nanosci Nanotechnol.

      巻: 15 号: 2 ページ: 1014-1021

    • DOI

      10.1166/jnn.2015.9739

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comprehensive and quantitative analysis for controlling the physical/chemical states and particle properties of nanodiamonds for biological applications2015

    • 著者名/発表者名
      Sotoma, S., Akagi, K., Hosokawa, S., Igarashi, R., Tochio, H., Harada, Y., and Shirakawa
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 5 号: 18 ページ: 13818-13827

    • DOI

      10.1039/c4ra16482b

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hard X-ray-induced Optical Luminescence via Biomolecule-directed Metal Clusters2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Osakada, T. Teranishi, B. Cui et al.
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 50 号: 27 ページ: 3549-3551

    • DOI

      10.1039/c3cc48661c

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-time single-cell imaging of protein secretion2014

    • 著者名/発表者名
      Yamagishi, M. Suzuki, N. Izawa, K. Nakahara, A. Mizuno, J. Shoji, S. Heike, T. Harada, Y. Nishikomori, R. Ohara, O.
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 4 号: 1 ページ: 4736-4736

    • DOI

      10.1038/srep04736

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantitative in vivo fluorescence cross-correlation analyses highlight the importance of competitive effects in the regulation of protein-protein interactions2014

    • 著者名/発表者名
      Sadaie W, Harada Y, Matsuda M, Aoki K
    • 雑誌名

      Molecular and Cellular Biology

      巻: 34 号: 17 ページ: 3272-3290

    • DOI

      10.1128/mcb.00087-14

    • NAID

      120005625632

    • 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] Effective Production of Fluorescent Nanodiamond Containing Negatively-Charged Nitrogen-Vacancy Center by Ion Irradiation2014

    • 著者名/発表者名
      Shingo Sotoma, Yosuke Yoshinari, Ryuji Igarashi, Akiyoshi Yamazaki, Shige H. Yoshimura, Hidesato Tochio, Masahiro Shirakawa and Yoshie Harada
    • 雑誌名

      Diamond and Related Materials

      巻: 49 ページ: 33-38

    • DOI

      10.1016/j.diamond.2014.07.011

    • NAID

      120005474529

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ナノ開口基板を用いたDNAメチル化パターン維持機構に関与する生体分子の機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      韓龍雲、原田慶恵
    • 雑誌名

      生体の科学

      巻: 65 ページ: 553-558

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Application of fluorescent diamond nanoparticles to bio-imaging2015

    • 著者名/発表者名
      Ryuji Igarashi, Shingo Sotoma, Masahiro Shirakawa and Yoshie Harada
    • 学会等名
      JSAP-OSA Joint Symposia 2015
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Force generation mechanism of the RNA polymerase2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshie Harada
    • 学会等名
      The 53th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan 2015
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Characterization of RuvA-RuvB-Holliday junction DNA complex formation using Zero Mode Waveguides2015

    • 著者名/発表者名
      Yong-Woon Han, Takuma Iwasa, Ryo Hiramatsu, Hiroaki Yokota, Kimiko Nakao, Ryuji Yokokawa, Teruo Ono and Yoshie Harada
    • 学会等名
      The 53th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan 2015
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Rational desigh of orthogonal gene transcription nano device on DNA origami2015

    • 著者名/発表者名
      Takeya Masubuchi, Hisashi Tadakuma, Ryo Iizuka, Masayuki Endo, Takashi Funatsu, Hiroshi Sugiyama and Yoshie Harada
    • 学会等名
      The 53th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan 2015
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Direct observation of the swimming motility of deep-sea bacterium at high-pressure conditions2015

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Nishiyama, Tiaki Kato and Yoshie Harada
    • 学会等名
      The 53th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan 2015
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Application of fluorescent diamond nanoparticles to bio-imaging2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshie Harada
    • 学会等名
      Diamond Quantum Sensing Workshop 2015
    • 発表場所
      香川国際会議場
    • 年月日
      2015-08-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Characterization of RuvA-RuvB-Holliday junction DNA complex formation process using Single molecule fluorescence imaging technique2015

    • 著者名/発表者名
      Yong-Woon Han, Takuma Iwasa, Ryo Hiramatsu, Hiroaki Yokota, Ryuji Yokokawa, Teruo Ono, and Yoshie Harada
    • 学会等名
      The 18th iCeMS International Symposium & The 15th International Membrane Research Forum
    • 発表場所
      Kyoto University Kyoto
    • 年月日
      2015-03-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ナノ開口基板を用いたDNAメチル化パターン維持機構に関与する生体分子の機能解析2015

    • 著者名/発表者名
      韓龍雲、原田慶恵
    • 学会等名
      光・量子デバイス研究会
    • 発表場所
      ゆふいん七色の風 大分
    • 年月日
      2015-01-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 1分子イメージング技術を使った生体分子機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      原田慶恵
    • 学会等名
      大阪大学蛋白研究所未来コロキウム
    • 発表場所
      大阪大学蛋白質研究所
    • 年月日
      2014-12-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノ開口を用いたDNAとDNA結合タンパク質の相互作用解析2014

    • 著者名/発表者名
      原田慶恵
    • 学会等名
      日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      奈良県新公会堂 奈良
    • 年月日
      2014-06-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Studies on biomolecules using single-molecule imaging techniques2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshie Harada
    • 学会等名
      The 19th Annual Conference of the Biophysical Society of ROC
    • 発表場所
      Cheng Kung University, Tainan, Taiwan
    • 年月日
      2014-05-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 原田研究室 研究テーマ

    • URL

      http://www.harada.icems.kyoto-u.ac.jp/research.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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