光合成膜タンパク質間相互作用と膜形態変化を時空間で追跡する3次元超解像顕微分光法

2009 年度 自己評価報告書

• 研究領域: 分子高次系機能解明のための分子科学―先端計測法の開拓による素過程的理解
• 研究課題/領域番号: 19056012
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 熊崎 茂一 京都大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (40293401)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2011
• キーワード: 生物物理化学 / 電子・エネルギー移動 / 色素体機能・光合成 / 光計測

研究概要

酸素発生型光合成反応は、植物などの葉緑体とシアノバクテリア細胞内のチラコイド膜(光合成膜)で行われるが、その光化学的性質と微細構造は、成長、細胞機能分化、環境などに応じて様々な時間スケールで変化していく。その有様を生理的条件下で直接捉えるための研究方法論と必要な顕微分光法を開発するのが本研究課題の目的である。従来の回折限界を超える空間分解能の達成をチラコイド膜の観察で達成すし、蛍光スペクトル、顕微吸収スペクトルをはじめとする多角的な分光手法の統合により、葉緑体毎や微細構造毎の光化学反応に関する詳細な情報を得る。

研究成果

• [雑誌論文] Selective Excitation of Photosystems in Chloroplasts inside Plant Leaves Observed by Near-Infrared Laser-Based Fluorescence Spectral Microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Hasegawa, T. Shiina, M. Terazima, S. Kumazaki
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 51 ページ: 225-238
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Line-Scanning Semiconfocal Multiphoton Fluorescence Microscope with a Simultaneous Broadband Spectral Acquisition and its Application to the Study of the Thylakoid Membrane of a Cyanobacterium Anabaena PCC7120 (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Kumazaki, M. Hasegawa, M. Ghoneim, Y. Shimizu, K. Okamoto, M. Nishiyama, H. Oh-oka, M. Terazima
  • 雑誌名: Journal of Microscopy Vol.228 ページ: 240-254
  • 査読あり
• [学会発表] 葉緑体内部構造を見るための2光子励起蛍光スペクトル顕微鏡の諸様式 (2009)
  • 著者名/発表者名: 熊崎茂一
  • 学会等名: 日本分光学会、生細胞分光部会シンポジウム
  • 発表場所: 首都大学東京、八王子、東京
  • 年月日: 2009-12-04
• [学会発表] 酸素発生型光合成膜微細構造変化を直接捉える顕微分光法 (2008)
  • 著者名/発表者名: 熊崎茂一
  • 学会等名: 分子科学研究書研究会「分子の視点から見る光合成」セミナー(招待講演)分子科学研究所
  • 発表場所: 愛知県岡崎市
  • 年月日: 20080310-20080311
• [学会発表] 顕微蛍光スペクトルで解析する葉緑体とシアノバクテリアのチラコイド膜自家蛍光 (2008)
  • 著者名/発表者名: 熊崎茂一
  • 学会等名: シンポジウム「見る生物学3」
  • 発表場所: 奈良先端科学技術大学院大学、奈良県生駒市
  • 年月日: 2008-11-14
• [学会発表] Simultaneous broadband fluorescence spectral imaging of a cyanobacterium and chloroplasts facilitated by line-scanning of multiphoton excitation pulses (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Kumazaki
  • 学会等名: Focus on Microscopy
  • 発表場所: Awaji Yumebutai、Hyogo, Japan
  • 年月日: 2008-04-15
• [学会発表] Micro-regulation of oxygenic photosynthesis unveiled by fluorescence microspectroscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Kumazaki
  • 学会等名: The 67th Okazaki Conference "Molecular Science and Chemical Biology of Biomolecular Function"
  • 発表場所: Okazaki, Aichi, Japan
  • 年月日: 20071110-20071112
• [図書] Molecular Nano Dynamics Vol. 2(H. Fukumura, M. Irie, Y. Iwasawa, H. Masuhara and K. Uosaki eds, Three-Dimensional High-resolution Microspectroscopic Study of Environment-Sensitive Photosynthetic Membranes, Chap. 30) (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Kumazaki, M. Hasegawa, M. Ghoneim, T. Yoshida, M. Terazima, T. Shiina, I. Ikegami
  • 総ページ数: 589-606
  • 出版者: Wiley-VCH
• [図書] 反応すれば形が変わるナノの世界～細胞から結晶まで～(葉緑体の内部をレーザーで探る, ISBN 978-4-87805-099-2) (2009)
  • 著者名/発表者名: 熊崎茂一
  • 総ページ数: 108-117
  • 出版者: クバプロ