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2014 年度 実績報告書

シグナル制御複合体の構造と細胞内局在の電子顕微鏡解析

計画研究

研究領域細胞シグナリング複合体によるシグナル検知・伝達・応答の構造的基礎
研究課題/領域番号 22121004
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

佐藤 主税  独立行政法人産業技術総合研究所, バイオメディカル研究部門, 研究グループ長 (00357146)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2015-03-31
キーワードシグナル伝達 / 分子複合体 / 電子顕微鏡 / タンパク質構造 / イオンチャンネル
研究実績の概要

透過電子顕微鏡(TEM)を用いた単粒子画像解析法は、結晶を必要としない構造決定法なため、結晶作製が難しい複合体の構造解析に大きく貢献することが期待されている。元来は、巨大タンパク質を得意とする方法で、近年では、数百kDaの比較的大きなタンパク質で原子分解能が達成された。しかし、もっと小さな通常サイズの分子の解析が強く求められている。我々は、これまで柔らかい情報処理を取り入れた新手法を開発してきている。さらに本年度は、確立概念に基づく新たなアルゴリズムによる3次元再構成法の論文を、J.Struct.Biol誌に報告した。さらに、膜タンパクや分泌タンパク質の翻訳における分泌に重要なSecDFの構造と変化を東大濡木等と決定した。その動きはクレーンの様にダイナミックで、ペプチドを細胞膜を越え輸送するために重要と考えられる。
また、シグナル制御複合体を理解するには、細胞・組織レベルでの研究も重要である。光学顕微鏡観察は、光の波長を飛躍的に上回る分解能は期待できないが、我々が開発したASEMは、解放環境にある溶液中の細胞が観察できる倒立型走査電顕である。細胞は固定するだけで水溶液中の自然な環境で観察でき、8nm分解能を有する。さらに、水溶液中で抗原が保護されるため、幅広い抗体・抗原による免疫電顕が初代培養細胞に対してできる。神経細胞の軸索内区画化、GluRδ2ラベル磁気ビーズによるシナプス形成の誘導、巨核球による血小板形成、免疫樹状細胞の細菌の捕食の観察に成功した(Ultramicroscopy)。 また、組織を固定・染色するだけで、自然な水環境下で観察することができる。さらに、核の大きさから、肺や脊髄組織に転移したガン細胞を識別できた(Int.J.Oncology, 2015)。電子線によって励起される蛍光の観察にも成功し始めている(Ultramicroscopy)。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 8件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Observation of tissues in open aqueous solution by atmospheric scanning electron microscopy: applicability to intraoperative cancer diagnosis2015

    • 著者名/発表者名
      N.Memtily, T.Okada, T.Ebihara, M.Sato, A.Kurabayashi, M.Furihata, M.Suga, H.Nishiyama, K.Mio, C.Sato
    • 雑誌名

      Int J Oncol

      巻: 46 ページ: 1872~1882

    • DOI

      10.3892/ijo.2015.2905

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Crystal structure of the Csm3-Csm4 subcomplex in the type III-A CRISPR-Cas interference complex2015

    • 著者名/発表者名
      T.Numata, H.Inanaga, C.Sato, and T.Osawa
    • 雑誌名

      J Mol Biol

      巻: 427 ページ: 259~273

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2014.09.029

    • 査読あり
  • [雑誌論文] New simulated annealing approach considering helix bending applied to determine the 8.8 A structure of 15-protofilament microtubules2014

    • 著者名/発表者名
      T.Ogura, H. Yajima, R.Nitta, N.Hirokawa, C.Sato
    • 雑誌名

      J Struct Biol

      巻: 188 ページ: 165~176

    • DOI

      org/10.1016/j.jsb.2014.08.009

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Immuno-Electron Microscopy of Primary Cell Cultures from GeneticallyModified Animals in Liquid by Atmospheric Scanning Electron Microscopy (ASEM)2014

    • 著者名/発表者名
      T.Kinoshita, Y.Mori, K.Hirano, S.Sugimoto, K.Okuda, S.Matsumoto, T.Namiki, T.Ebihara, M.Kawata, H.Nishiyama, M.Sato, M.Suga, K.Higashiyama, K.Sonomoto, Y.Mizunoe, S.Nishihara, C.Sato
    • 雑誌名

      Microscopy and Microanalysis

      巻: 20 ページ: 469~483

    • DOI

      10.1017/S1431927614000178

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electron microscopy of primary cell cultures in solution and correlative optical microscopy using ASEM2014

    • 著者名/発表者名
      K.Hirano, T.Kinoshita, T.Uemura, H.Motohashi, Y.Watanabe, T.Ebihara, H.Nishiyama, M.Sato, M.Suga, Y.Maruyama, N.M.Tsuji, M.amamoto, S.Nishihara, C.Sato
    • 雑誌名

      Ultramicroscopy

      巻: 143 ページ: 52~66

    • DOI

      10.1016/j.ultramic.2013.10.010

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Conformational variation of the translocon enhancing chaperone SecDF2014

    • 著者名/発表者名
      K.Mio, T.Tsukazaki, H.Mori, M.Kawata, T.Moriya, Y.Sasaki, R.Ishitani, K.Ito, O.Nurekiand C.Sato
    • 雑誌名

      J Struct Funct Genomics

      巻: 15 ページ: 107~115

    • DOI

      10.1007/s10969-013-9168-4

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Small effect of upcoming reward outcomes on visual cue-related neuronal activity in macaque area TE during conditional association2014

    • 著者名/発表者名
      K.Ohyama, Y.Sugase-Miyamoto, N.Matsumoto, C.Sato, M.Shidara
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 88 ページ: 28~38

    • DOI

      10.1016/j.neures.2014.08.004

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Atmospheric Scanning Electron Microscope System with an Open Sample Chamber: Configuration and Applications2014

    • 著者名/発表者名
      H.Nishiyama, M.Koizumi, K.Ogawa, S.Kitamura, Y.Konyuba, Y.Watanabe, N.Ohbayashi, M.Fukuda, M.Suga and C.Sato
    • 雑誌名

      Ultramicroscopy

      巻: 147 ページ: 86~97

    • DOI

      10.1016/j.ultramic.2014.06.001

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 水の中の世界を電子顕微鏡で観る2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤主税
    • 雑誌名

      顕微鏡

      巻: 49 ページ: 2~2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 大気に開放された試料室を持つ大気圧走査電子顕微鏡の開発2014

    • 著者名/発表者名
      西山英利,小泉充,小川康司,北村真一,小入羽祐治,須賀三雄,佐藤主税
    • 雑誌名

      顕微鏡

      巻: 49 ページ: 3~6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 巨核球による血小板産生と樹状細胞による細菌貪食の液中電顕観察2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤主税,渡邊要平,丸山雄介,佐藤真理,山本雅之,辻典子,本橋ほづみ
    • 雑誌名

      顕微鏡

      巻: 49 ページ: 14~17

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 単粒子構造解析法と水中観察電顕ASEMによる膜タンパク質複合体の研究2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤主税
    • 雑誌名

      ファルマシア

      巻: 50 ページ: 423~427

    • 査読あり
  • [学会発表] Observation of Cells and Tissues immersed in aqueous solution using Atmospheric Scanning Electron Microscopy (ASEM)2015

    • 著者名/発表者名
      C.Sato
    • 学会等名
      IGER International Symposium on Frontiers in Biological Research with Advanced Electron Microscope Technologies
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋市)
    • 年月日
      2015-01-15 – 2015-01-15
    • 招待講演
  • [学会発表] Electron microscopy of proteins and cells in water and ice2014

    • 著者名/発表者名
      C.Sato
    • 学会等名
      2th International Conference on X-Ray Microscopy 2014
    • 発表場所
      Melbourne (オーストラリア)
    • 年月日
      2014-10-30 – 2014-10-30
    • 招待講演
  • [学会発表] Atmospheric scanning electron microscopy (ASEM) of axonal segmentation in neurons and phagocytosis of dendritic cells2014

    • 著者名/発表者名
      C. Sato
    • 学会等名
      19th World Congress on Advances in Oncology and 17th International Symposium on Molecular Medicine
    • 発表場所
      Athens(ギリシャ)
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-11
    • 招待講演
  • [学会発表] Fine structures of biofilms in solution visualized by atmospheric scanning electron microscopy2014

    • 著者名/発表者名
      S. Sugimoto, K.-I. Okuda, M. Sato, C. Sato, Y. Mizunoe
    • 学会等名
      9th World Congress on Advances in Oncology and 17th International Symposium on Molecular Medicine
    • 発表場所
      Athens(ギリシャ)
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-11
    • 招待講演
  • [学会発表] TEM単粒子解析と大気圧電子顕微鏡(ASEM)によるタンパク質複合体形成の観察2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤主税,三尾和弘,マミテリナシルハジ,佐藤真理,海老原達彦,小椋俊彦
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 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 – 2014-09-27
  • [学会発表] 大気圧SEM (Atmospheric SEM: ASEM)2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤主税
    • 学会等名
      SCAN TECH 2014
    • 発表場所
      東京都市大学(東京都世田谷区)
    • 年月日
      2014-09-12 – 2014-09-12
    • 招待講演
  • [学会発表] he Atmospheric Scanning Electron Microscope (ASEM) Observes Axonal Segmentation and Platelet Generation in Solution2014

    • 著者名/発表者名
      T. Kinoshita, H. Motohashi, K. Hirano, Y. Maruyama, M. Kawata, T. Ebihara, M. Sato, H. Nishiyama, M. Suga, M. Yamamoto, S Nishihara and C. Sato.
    • 学会等名
      IMC2014
    • 発表場所
      Praque (チェコ)
    • 年月日
      2014-09-10 – 2014-09-10
  • [学会発表] Observation of Tissues in Solution by Atmospheric Scanning Electron Microscope (ASEM)2014

    • 著者名/発表者名
      N.Memtily, K.Mio, M.Sato, T.Ebihara, C.Sato
    • 学会等名
      M&M2014
    • 発表場所
      Hartford(USA)
    • 年月日
      2014-08-05 – 2014-08-05
  • [学会発表] The Atmospheric Scanning Electron Microscope (ASEM) Observes Axonal Segmentation and Synaptic Induction in Solution2014

    • 著者名/発表者名
      C.Sato, M.Sato T.Kinoshita, K.Hiarno, S.Nishihara, T.Uemura, H.Nishiyama, M.Suga.
    • 学会等名
      M&M2014
    • 発表場所
      Hartford(USA)
    • 年月日
      2014-08-05 – 2014-08-05
  • [学会発表] 水や氷中の細胞・複合体をそのまま観ることができる電子顕微鏡2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤主税
    • 学会等名
      第4回理研GSC 七夕ミーティング
    • 発表場所
      理化学研究所横浜キャンパス(横浜市)
    • 年月日
      2014-07-11 – 2014-07-11
    • 招待講演
  • [学会発表] 大気圧走査電子顕微鏡(ASEM) による培養神経細胞の観察2014

    • 著者名/発表者名
      海老原 達彦,Memtily Nassirhadiy, 西山英利,佐藤 真理,須賀三雄,佐藤 主税
    • 学会等名
      第28回モロシヌス研究会
    • 発表場所
      修善寺総合会館(伊豆市)
    • 年月日
      2014-06-28 – 2014-06-28
  • [学会発表] 受容体でコートした磁気ビーズによる初代培養シナプス形成誘導のASEM水中免疫電顕2014

    • 著者名/発表者名
      植村健,佐藤 真理,西山英利,須賀三雄,佐藤 主税
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第70回記念学術講演会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議(千葉市)
    • 年月日
      2014-05-11 – 2014-05-11

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公開日: 2016-06-01  

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