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2005 年度 研究成果報告書概要

多点同時測定蛍光相関分光装置の試作と細胞内分子間相互作用の解析

研究課題

研究課題/領域番号 15370062
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物物理学
研究機関北海道大学

研究代表者

金城 政孝  北海道大学, 電子科学研究所, 助教授 (70177971)

研究分担者 田村 守  北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (80089888)
西村 吾朗  北海道大学, 電子科学研究所, 助手 (30218193)
宮崎 忠昭  北海道大学, 人獣共通感染症リサーチセンター, 教授 (60272431)
野村 保友  山形大学, 医学部, 助教授 (80237883)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
キーワード蛍光相関分光法 / 蛍光測定 / 転写因子 / グルココルチコイドレセプタ / 細胞質 / 核蛋白質 / 微環境 / レーザー走査型蛍光顕微鏡
研究概要

細胞内の微視的な領域、例えば、外界に近い細胞膜の近傍と核に近い深部などや、また個々の小器官、エンドソームや小胞体、ミトコンドリアなどでは、細胞内の位置により、物質の偏りやpH、イオン濃度、また酸素濃度勾配の違いなどを始め、様々な物質の分布の偏りが予想される。細胞内の局所の位置により(空間的に)、また物質の代謝の状態により(時間的)、その内部環境は異なっていることが予想される。そこで本研究は生きた細胞内のダイナミックな分子間相互作用明らかにするために単一分子レベルの高感度で多点同時測定の蛍光相関分装置(Fluorescence Correlation Spectroscopy、FCS)の試作と基礎研究を行う事を目的とした。
本研究課題ではまず試作機を作ることに重点を置き初年度は2色の蛍光が励起できるようにFCCS測定視野を作った。2年度までにその測定視野を最大4ヶ所測定移動して測定可能な装置として稼働することを確認した。さらに最終年度はそのうちの2箇所の測定場所を交互に測定する時間を短縮し、約10ミリ秒まで可能とし、データが取得できることを確認した。
測定対象は当研究室で経験のある、細胞質から核内へ移動して遺伝子の転写調節を行うグルココルチコイドレセプター(GR)を最初の研究対象とした。TPA刺激後に細胞質から核へGRが移動するとともに,FCSで測定された分子数が細胞質では減少,核では増加する過程が観察された。また、さらに、拡散時間の時間的変化、1分子あたりの蛍光強度の変化についても検出、解析を行った。2点同時測定が可能となったので、2点間のシグナルの相関をとることで、空間相互相関法の測定を行なった。
細胞内の物質が移動する場合、その方向性があれば、2点間の場所に相関が出ることが期待でき、新たな測定法ならびに細胞内の解析法の基礎を築いた。

  • 研究成果

    (45件)

すべて 2006 2005 2004 2003

すべて 雑誌論文 (40件) 図書 (1件) 産業財産権 (4件)

  • [雑誌論文] Quantification of size distribution of restriction fragments in mitochondrial genome using fluorescence correlation spectroscopy2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Nomura
    • 雑誌名

      Experimental and Molecular Pathology 80(3)

      ページ: 275-278

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Detection of oxidative stress-induced mitochondrial DNA damage using fluorescence correlation spectroscopy2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Nomura
    • 雑誌名

      Anal. Biochem. 350

      ページ: 196-201

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 蛍光寿命イメージングシステムの製作と生体試料および高分子試料への応用2006

    • 著者名/発表者名
      中林 孝和
    • 雑誌名

      分光研究 55(1)

      ページ: 31-39

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Detection of oxidative stress-induced mitochondrial DNA damage using fluorescence correlation spectroscopy2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Nomura
    • 雑誌名

      Anal.Biochem. 350

      ページ: 196-201

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Dead-time distortion in fluorescence correlation measurements2005

    • 著者名/発表者名
      G.Nishimura
    • 雑誌名

      A.pplied Optics 44

      ページ: 3458-3467

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Analysis of Cellular Functions by Multipoint Fluorescence Correlation Spectroscopy2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Takahashi
    • 雑誌名

      Curr. Pharm. Biotech. 6

      ページ: 156-159

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Calixarene-coated water-soluble CdSe-ZnS semiconductor quantum dots that are higly fluorescenet and stable in aqueous solution2005

    • 著者名/発表者名
      T.Jin
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      ページ: 2829-2831

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Amphiphilic p-sulfonatocalix[4]arene-coated CdSe/ZnS quantum dots for the optical detection of the neuro transmitter acetylcholine2005

    • 著者名/発表者名
      T.Jin
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      ページ: 4300-4302

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Interaction of a small heat shock protein of the fission yeast, Schizosaccharomyces pombe, with a denatured protein at elevated temperature2005

    • 著者名/発表者名
      M.Hirose
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. 280

      ページ: 32586-32593

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Dead-time distortion in fluorescence correlation measurements2005

    • 著者名/発表者名
      G.Nishimura
    • 雑誌名

      Applied Optics 44

      ページ: 3458-3467

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Analysis of Cellular Functions by Multipoint Fluorescence Correlation Spectroscopy2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Takahashi
    • 雑誌名

      Curr.Pharm.Biotech. 6

      ページ: 156-159

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Amphiphilic p-sulfonatocalix[4]arene-coated CdSe/ZnS quantum dots for the optical detection of the neurotransmitter acetylcholine2005

    • 著者名/発表者名
      T.Jin
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      ページ: 4300-4302

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Interaction of a small heat shock protein of the fission yeast, Schizosaccharomyces pombe, with a denatured protein at elevated temperature2005

    • 著者名/発表者名
      M.Hirose
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 280

      ページ: 32586-32593

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Direct detection of caspase-3 activation in single live cells by cross-correlation analysis2005

    • 著者名/発表者名
      K.Saito
    • 雑誌名

      Biochem.Biophys.Res.Comm 324(2)

      ページ: 849-859

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Systematic Error in Fluorescence Correlation Measurements Identified by a Simple Saturation Model of Fluorescence2004

    • 著者名/発表者名
      G.Nishimura
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry 76

      ページ: 1963-1970

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Experimental evidence of distance-dependent diffusion coefficients of a globular protein observed in polymer aqueous solution forming a network structure on nanometer scale2004

    • 著者名/発表者名
      A.Masuda
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys. 121

      ページ: 10787-10793

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] DNA Measurements by Using Fluorescence Correlation Spectroscopy and Two-Color Fluorescence Crosscorrelation Spectroscopy2004

    • 著者名/発表者名
      T.Takagi
    • 雑誌名

      Current. Pharm. Biotec. 5

      ページ: 199-204

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Regulation of immature protein dynamics in the endoplasmic reticulum2004

    • 著者名/発表者名
      A.Kamada
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. 279

      ページ: 21533-21542

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Specifically associated PCR products probed by coincident detection bf two-color cross-correlated fluorescence intensities in human gene polymorphisms of methylene tetrahydrofolate reductase at site C677T : a novel measurement approach without follow-up mathematical analysis2004

    • 著者名/発表者名
      Z.Foldes-Papp
    • 雑誌名

      Exp. Mol. Pathol. 76(3)

      ページ: 212-218

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Direct detection of caspase-3 activation in single live cells by cross-correlation analysis2004

    • 著者名/発表者名
      K.Saito
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Comm 324(2)

      ページ: 849-859

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Molecular dynamics of STAT3 on IL-6 signaling pathway in living cells2004

    • 著者名/発表者名
      K.Watanabe
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Comm 324

      ページ: 1264-1273

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Real-time monitoring of in vitro transcriptional RNA using fluorescence correlation spectroscopy2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Nomura
    • 雑誌名

      Chem. Bio. Chem. 5

      ページ: 1701-1703

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 蛍光顕微鏡2004

    • 著者名/発表者名
      金城 政孝
    • 雑誌名

      蛋白核酸酵素 49

      ページ: 1576-1583

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 蛍光相関分光法(FCS)を用いた抗原抗体反応解析および検体検出2004

    • 著者名/発表者名
      坂田 啓司
    • 雑誌名

      月間バイオインダストリー 21(4)

      ページ: 52-59

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 拡散測定による細胎内生体高分子の動態解析(II)2004

    • 著者名/発表者名
      齋藤 健太
    • 雑誌名

      日本バイオレオロジー学会誌 18(2)

      ページ: 37-43

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 拡散測定による細胞内生体高分子の動態解析(I)2004

    • 著者名/発表者名
      齋藤 健太
    • 雑誌名

      日本バイオレオロジー学会誌 18(1)

      ページ: 37-43

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Experimental evidence of distance-dependent diffusion coefficients of a globular protein observed in polymer aqueous solution forming a network structure on nanometer scale2004

    • 著者名/発表者名
      A.Masuda
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys. 121

      ページ: 10787-10793

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] DNA Measurements by Using Fluorescence Correlation Spectroscopy and Two-Color Fluorescence Crosscorrelation Spectroscopy2004

    • 著者名/発表者名
      T.Takagi
    • 雑誌名

      Current.Pharm.Biotec. 5

      ページ: 199-204

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Regulation of immature protein dynamics in the endoplasmic reticulum2004

    • 著者名/発表者名
      A.Kamada
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem 279

      ページ: 21533-21542

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Specifically associated PCR products probed by coincident detection of two-color cross-correlated fluorescence intensities in human gene polymorphisms of methylene tetrahydrofolate reductase at site C677T : a novel measurement approach without follow-up mathematical analysis2004

    • 著者名/発表者名
      Z.Foldes-Papp
    • 雑誌名

      Exp.Mol.Pathol. 76(3)

      ページ: 212-218

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Molecular dynamics of STAT3 on IL-6 signaling pathway in living cells2004

    • 著者名/発表者名
      K.Watanabe
    • 雑誌名

      Biochem.Biophys.Res.Comm 324

      ページ: 1264-1273

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Real-time monitoring of in vitro transcriptional RNA using fluorescence correlation spectroscopy2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Nomura
    • 雑誌名

      Chem.Bio.Chem. 5

      ページ: 1701-1703

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Visible Emission of a Photoproduct from Tryptophan Solution Induced by Multiphoton Excitation : An Investigation by Intensity Fluctuation Analysis2003

    • 著者名/発表者名
      G.Nishimura
    • 雑誌名

      M.Phys.Chem. B 107

      ページ: 6012-6017

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Multi-photon fluorescence correlation spectroscopy : a quantification of tryptophan methylester solutions by visible emission2003

    • 著者名/発表者名
      G.Nishimura
    • 雑誌名

      Optical Review 10

      ページ: 588-591

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Protein Folding by the Effects of Macromolecular Crowding2003

    • 著者名/発表者名
      N.Tokuriki
    • 雑誌名

      Protein Science 13

      ページ: 125-133

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] In situ observation of mobility and anchoring of PKCI in plasma membrane2003

    • 著者名/発表者名
      K.Saito
    • 雑誌名

      FEBS Letters 541

      ページ: 126-131

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] C677T Single Nucleotide Polymorphisms of the Human Methylene Tetrahydrofolate Reductase and Specific Identification A NovelStrategy Using Two-Color Cross-Correlation Fluorescence Spectroscopy2003

    • 著者名/発表者名
      Z.Foldes-Papp
    • 雑誌名

      Molecular Diagnosis 7(1)

      ページ: 99-111

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Fluorescence Correlation Spectroscopy (FCS) Analysis of Human Red Blood Cell System2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Takahashi
    • 雑誌名

      OPTICAL REVIEW 10(6)

      ページ: 596-599

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Visible Emission of a Photoproduct from Tryptophan Solution Induced by Multiphoton Excitation : An Investigation by Intensity Fluctuation Analysis2003

    • 著者名/発表者名
      G.Nishimura
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.B 107

      ページ: 6012-6017

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] In situ observation of mobility and anchoring of PKCI in plasma membrane"2003

    • 著者名/発表者名
      K.Saito
    • 雑誌名

      FEBS Letters 541

      ページ: 126-131

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [図書] 細胞の中のロジスティック,一分子生物学(合原 一幸,岡田康志 編)2004

    • 著者名/発表者名
      金城 政孝
    • 総ページ数
      18
    • 出版者
      岩波書店
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [産業財産権] 光信号解析装置2005

    • 発明者名
      金城政孝, 鈴木明美
    • 権利者名
      北海道大学
    • 産業財産権番号
      特願2005-279986
    • 出願年月日
      2005-09-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [産業財産権] 水溶性蛍光材料およびその製造方法2005

    • 発明者名
      神 隆 他4名
    • 権利者名
      北海道大学・JST
    • 産業財産権番号
      特願2004-275675
    • 出願年月日
      2005-09-22
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [産業財産権] 蛍光相関分光法又は蛍光相互相関分光法を用いた抗原の迅速検出法2004

    • 発明者名
      金城政孝 他4名
    • 権利者名
      北海道大学
    • 産業財産権番号
      特願2005-264394
    • 出願年月日
      2004-09-12
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [産業財産権] 蛍光相関分光法による抗原の迅速検出及び/又は測定法2004

    • 発明者名
      金城政孝 他6名
    • 権利者名
      JST
    • 産業財産権番号
      特願2004-166440
    • 出願年月日
      2004-06-03
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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公開日: 2008-05-27  

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