蛍光相関分光法を用いたミトコンドリアDNA異常検出システムの開発

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17500299
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 野村 保友 山形大学, 大学院・医学系研究科, 准教授 (80237883)
• 連携研究者: 金城 政孝 北海道大学, 大学院・先端生命科学研究院, 教授 (70177971)
• 研究協力者: 中村 孝夫 山形大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (00142654) ; 馮 忠剛 山形大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (10332545) ; 坂本 満 山形大学, 大学院・理工学研究科, 学生 ; 岡本 慎一郎 山形大学, 大学院・理工学研究科, 学生 ; 渕上 弥史 山形大学, 大学院・理工学研究科, 学生 ; 荒金 篤央 山形大学, 大学院・理工学研究科, 学生 ; 藤原 宏之 山形大学, 大学院・理工学研究科, 学生 ; 伊藤 浩平 山形大学, 大学院・理工学研究科, 学生 ; 松本 智 山形大学, 大学院・理工学研究科, 学生 ; 高山 稔文 山形大学, 大学院・医学系研究科, 学生 ; 後藤 猛仁 山形大学, 大学院・医学系研究科, 学生
• 研究期間 (年度): 2005 – 2008
• キーワード: ミトコンドリアDNA / 蛍光相関分光法 / ブラウン運動 / 拡散定数 / 共焦点光学系 / レーザー

研究概要

過酸化水素処理した細胞からミトコンドリアDNAを精製して、そのPCR産物の拡散係数から酸化的ストレスによる損傷の程度を推定できることを指摘した。さらにミトコンドリア遺伝子変異のホットスポットに注目して、制限酵素処理による断片長分布を蛍光相関分光の多成分解析によって簡便に推定できるようにした。

研究成果

• [雑誌論文] Mitochondria-targeted green fluorescent protein for quantitative monitoring of mitochondrial morphology in living cells Lett (2009)
  • 著者名/発表者名: Nomura Y Takayama T, Sato M, Takahash E, Feng Z, Nakamura T
  • 雑誌名: Drug Design Discov 6(4)(in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorescence cross-correlation spectroscopy of plant proteins (2009)
  • 著者名/発表者名: Muto H, Kinjo M, Yamamoto KT.
  • 雑誌名: Methods Mol Biol 479 ページ: 203-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of mRNA expression of transcriptional factors and intercalated disk constituent proteins between in vivo and cultured cardiomyocytes (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T, Feng Z, Honda T, Nomura Y, Kitajima T, Umezu M
  • 雑誌名: J Artif Organs 11 ページ: 134-140
  • 査読あり
• [雑誌論文] The A-and B-type nuclear lamin networks : microdomains involved in chromatin organization and transcription (2008)
  • 著者名/発表者名: Shimi T, Pfleghaar K, Kojima S, Pack CG, Solovei I, Goldman AE, Adam SA, Shumaker DK, Kinjo M, Cremer T, Goldman RD
  • 雑誌名: Genes Dev. 22(24) ページ: 3409-21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cross-talk-free fluorescence cross-correlation spectroscopy by the switching method (2008)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Y, Nishimura J, Suzuki A, Ishibashi K, Kinjo M, Miyawaki A
  • 雑誌名: Cell Struct Funct 33(1) ページ: 143-50
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reciprocal interaction with G-actin and tropomyosin is essential for aquaporin-2 trafficking (2008)
  • 著者名/発表者名: Noda Y, Horikawa S, Kanda E, Yamashita M,Meng H, Eto K, Li Y, Kuwahara M, Hirai K,Pack C, Kinjo M, Okabe S, Sasaki S.
  • 雑誌名: J Cell Biol 182(3) ページ: 587-601
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo quantitative analysis of PKA subuni tinteraction and cAMP level by dual color fluorescence cross correlation spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: Park H, Pack C, Kinjo M, Kaang BK
  • 雑誌名: Mol Cells 26(1) ページ: 87-92
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stress-induced environmental changes in a single cell as revealed by fluorescence lifetime imaging (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakabayashi T, Nagao I, Kinjo M, Aoki Y, Tanaka M, Ohta N
  • 雑誌名: Photochem Photobiol Sci 7(6) ページ: 671-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of fluorescence lifetime imaging of enhanced green fluorescent protein to intracellular pH measurements (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakabayashi T, Wang HP, Kinjo M, Ohta N
  • 雑誌名: Photochem Photobiol Sci 7(6) ページ: 668-70
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulated motion of glycoproteins revealed by direct visualization of a single cargo in the endoplasmic reticulum (2008)
  • 著者名/発表者名: Nagaya H, Tamura T, Higa-Nishiyama A, Ohashi K, Takeuchi M, Hashimoto H, Hatsuzawa K, Kinjo M, Okada T, Wada I.
  • 雑誌名: J Cell Biol 180(1) ページ: 129-43
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of the molecular dynamics of medaka nuage proteins by fluorescence correlation spectroscopy and fluorescence recovery after photobleaching (2008)
  • 著者名/発表者名: Nagao I, Aoki Y, Tanaka M, Kinjo M.
  • 雑誌名: FEBS J. 275(2) ページ: 341-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct quantification of gene expression using fluorescence correlation spectroscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: Nomura Y, Nakamura T, Feng Z, Kinjo M.
  • 雑誌名: Curr Pharm Biotech 8 ページ: 286-290
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of antigen protein by using fluorescence cross-correlation spectroscopy and quantum-dot-labeled antibodies (2007)
  • 著者名/発表者名: Fujii F, Kinjo M
  • 雑誌名: Chembiochem 8(18) ページ: 2199-203
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of cholesterol on diffusion in surfactant bilayers (2007)
  • 著者名/発表者名: Pieper T, Markova S, Kinjo M, Suter D
  • 雑誌名: J Chem Phys 127(16) ページ: 165102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation and characterization of thiacalix[4]arene coated water-soluble CdSe/ZnS quantum dots as a fluorescent probe for Cu2+ ions (2007)
  • 著者名/発表者名: Jin T, Fujii F, Yamada E, Nodasaka Y, Kinjo M.
  • 雑誌名: Comb Chem High Throughput Screen 10(6) ページ: 473-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of prion protein immune complex for bovine spongiform encephalopathy diagnosis using fluorescence correlation pectroscopy and fluorescence cross-correlation spectroscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: Fujii F, Horiuchi M, Ueno M, Sakata H, Nagao I, Tamura M, Kinjo M
  • 雑誌名: Anal Biochem 370(2) ページ: 131-41
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dissociation of the insulin receptor and caveolin-1 complex by ganglioside GM3 in the state of insulin resistance (2007)
  • 著者名/発表者名: Kabayama K, Sato T, Saito K, Loberto N, Prinetti A, Sonnino S, Kinjo M, Igarashi Y, Inokuchi J
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 104(34) ページ: 13678-83
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of polyglutamine protein oligomers in cells by fluorescence correlation spectroscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Y, Okamoto Y, Popiel HA, Fujikake N, Toda T, Kinjo M, Nagai Y
  • 雑誌名: J Biol Chem 282(33) ページ: 24039-48
  • 査読あり
• [雑誌論文] Triplet fraction buildup effect of the DNA-YOYO complex studied with fluorescence correlation spectroscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: Shimizu M, Sasaki S, Kinjo M.
  • 雑誌名: Anal Biochem 366(1) ページ: 87-92
  • 査読あり
• [雑誌論文] DNA microstructure based on self-assembly of 4-sticky-end olliday junctions in aqueous solution (2007)
  • 著者名/発表者名: Kii H, Takagi T, Sasaki A, Okajima T, Kinjo M
  • 雑誌名: J Nanosci Nanotechnol 7(3) ページ: 726-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Haploinsufficiency of 8p22 may influence cancer-specific survival in prostate cancer (2007)
  • 著者名/発表者名: Matsuyama H, Oba K, Matsuda K, Yoshihiro S, Tsukamoto M, Kinjo M, Sagiyama K, Takei M, Yamaguchi A, Sasaki K, Naito K.
  • 雑誌名: Cancer Genet Cytogenet 174(1) ページ: 24-34
  • 査読あり
• [雑誌論文] The novel cargo Alcadein induces vesicle association of kinesin-1 motor components and activates axonal transport (2007)
  • 著者名/発表者名: Araki Y, Kawano T, Taru H, Saito Y, Wada S, Miyamoto K, Kobayashi H, Ishikawa HO, Ohsugi Y, Yamamoto T, Matsuno K, Kinjo M, Suzuki T
  • 雑誌名: EMBO J 26(6) ページ: 1475-86
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of intranuclear binding process of glucocorticoid receptor using fluorescence correlation spectroscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: Mikuni S, Tamura M, Kinjo M
  • 雑誌名: FEBS Lett 581(3) ページ: 389-93
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of oxidative stress-induced mitochondrial DNA damage using fluorescence correlation spectroscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: Nomura Y, Fuchigami H, Kii H, Feng Z,Nakamura T, Kinjo M.
  • 雑誌名: Anal Biochem 350(2) ページ: 196-201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantification of size distribution of restriction fragments in mitochondrial genome using fluorescence correlation spectroscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: Nomura Y, Fuchigami H, Kii H, Feng Z, Nakamura T, Kinjo M
  • 雑誌名: Exp Mol Pathol 80 ページ: 275-278
  • 査読あり
• [雑誌論文] HIF-1α as a target for drug design in ischemic injury : effect of cobalt treatment on mitochondrial DNA damage in cells exposed to H2O2 (2006)
  • 著者名/発表者名: Nomura Y, Fujiwara H, Ito K, Fuchigami H, Sato M, Takahashi M, Hozumi Y, Goto K, Fuchigami H, Feng Z, Nakamura T
  • 雑誌名: Lett Drug Design Discov 3(3) ページ: 172-174
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo oxygen imaging using green fluorescent protein (2006)
  • 著者名/発表者名: Takahashi E, Takano T, Nomura Y, Okano S, Nakajima O, Sato M
  • 雑誌名: Am J Physiol-Cell Physiol 291 ページ: 781-787
  • 査読あり
• [雑誌論文] Constraint stress, microstructural characteristics and enhanced mechanical properties of a special fibroblast-embedded collagen construct (2006)
  • 著者名/発表者名: Feng Z, Ishibashi M, Nomura Y, Kitajima T, Nakamura T
  • 雑誌名: Artif Organs 30 ページ: 870-877
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of fibroblast-collagen gels with orientated fibrils induced by static or dynamic stress : toward the fabrication of small tendon grafts (2006)
  • 著者名/発表者名: Feng Z, Tateishi Y, Nomura Y, Kitajima T, Nakamura T
  • 雑誌名: J Artif Organs 9(4) ページ: 220-225
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cytosolic chaperonin prevents polyglutamine toxicity with altering the aggregation state (2006)
  • 著者名/発表者名: Kitamura A, Kubota H, Pack CG, Matsumoto G, Hirayama S, Takahashi Y, KimuraH, Kinjo M, Morimoto RI, Nagata K
  • 雑誌名: Nat Cell Biol 8(10) ページ: 1163-70
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamics of yeast prion aggregates in singleliving cells (2006)
  • 著者名/発表者名: Kawai-Noma S, Ayano S, Pack CG, Kinjo M, Yoshida M, Yasuda K, Taguchi H.
  • 雑誌名: Genes Cells 11(9) ページ: 1085-96
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protein-protein interaction analysis by C-terminally specific fluorescence labeling and fluorescence cross-correlation spectroscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: Oyama R, Takashima H, Yonezawa M, DoiN, Miyamoto-Sato E, Kinjo M, Yanagawa H
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 34(14) ページ: e102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lateral mobility of membrane-binding proteins inliving cells measured by total internal reflection fluorescence correlation spectroscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: Ohsugi Y, Saito K, Tamura M, Kinjo M
  • 雑誌名: Biophys J. 91(9) ページ: 3456-64
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorescence cross-correlation analyses of the molecular interaction between an Aux/IAA protein, MSG2/IAA19, and protein-protein interaction domains of auxin response factors of arabidopsis expressed in HeLa cells (2006)
  • 著者名/発表者名: Muto H, Nagao I, Demura T, Fukuda H, Kinjo M, Yamamoto KT
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 47(8) ページ: 1095-101
  • 査読あり
• [雑誌論文] A fluorescent variant of a protein from the stony coral Montipora facilitates dual-color single-laser fluorescence cross-correlation spectroscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: Kogure T, Karasawa S, Araki T, Saito K, Kinjo M, Miyawaki A
  • 雑誌名: Nat Biotechnol 24(5) ページ: 577-81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of cobalt on the liver glycogen content in the streptozotocin-induced diabetic rats (2005)
  • 著者名/発表者名: Nomura Y, Okamoto S, Sakamoto M, Feng Z, Nakamura T
  • 雑誌名: Mol Cell Biochem 277(1-2) ページ: 127-130
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vanadate-induced exp-ression of hypoxia inducible factor-1α via oxygen-dependent and-independent pathways (2005)
  • 著者名/発表者名: Nomura Y, Aragane A, Feng Z, Nakamura T.
  • 雑誌名: Biomed Res Trace Elem 16(4) ページ: 314-316
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic oxygen sensor : GFP as an indicatorof intracellular oxygenation (2005)
  • 著者名/発表者名: Takahashi E, Takano T, Nomura Y, Okano S, Nakajima O, Sato M.
  • 雑誌名: Adv Exp Med Biol 566 ページ: 39-44
  • 査読あり
• [雑誌論文] An electro-tensile bioreactor for 3-D culturing of Cardiomyocytes (2005)
  • 著者名/発表者名: Feng Z, Matsumoto T, Nomura Y, Kitajima T, Nakamura T
  • 雑誌名: IEEE Eng Med Biol 24(4) ページ: 73-79
  • 査読あり
• [雑誌論文] Amphiphilic p-sulfonatocalix[4]arene-coated CdSe/ZnS quantum dots for the optical detection of the neurotransmitter acetylcholine (2005)
  • 著者名/発表者名: Jin T, Fujii F, Sakata H, Tamura M, Kinjo M.
  • 雑誌名: Chem Commun(Camb) 14(34) ページ: 4300-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction of a small heat shock protein of the fission yeast, Schizosaccharomyces pombe, with a denatured protein at elevated temperature (2005)
  • 著者名/発表者名: Hirose M, Tohda H, Giga-Hama Y, TsushimaR, Zako T, Iizuka R, Pack C, Kinjo M, Ishii N, Yohda M
  • 雑誌名: J Biol Chem 280(38) ページ: 32586-93
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dead-time distortion in fluorescence correlation measurements (2005)
  • 著者名/発表者名: Nishimura G, Kinjo M.
  • 雑誌名: Appl Opt 44(17) ページ: 3458-67
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calixarene-coated water-soluble CdSe-ZnS semiconductor quantum dots that are highly fluorescent and stable in aqueous solution (2005)
  • 著者名/発表者名: Jin T, Fujii F, Sakata H, Tamura M, Kinjo M.
  • 雑誌名: Chem Commun(Camb) 14(22) ページ: 2829-31
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new ultrasensitive way to circumvent PCR-based allele distinction : direct probing of unamplified genomic DNA by solution-phase hybridization using two-color fluorescence cross-correlation spectroscopy (2005)
  • 著者名/発表者名: Foldes-Papp Z, Kinjo M, Tamura M, Birch-Hirschfeld E, Demel U, Tilz GP
  • 雑誌名: Exp Mol Pathol 78(3) ページ: 177-89
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of cellular functions by multipoint fluorescence correlation spectroscopy (2005)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Y, Sawada R, Ishibashi K, MikuniS, Kinjo M.
  • 雑誌名: Curr Pharm Biotechnol 6(2) ページ: 159-65
  • 査読あり
• [学会発表] Matrix-targeted green fluorescent protein for quantitative monitoring of mitochondrial morphology in living cells (2008)
  • 著者名/発表者名: Nomura Y, Takayama T, Sato M, Takahashi E, Feng Z, Nakamura T.
  • 学会等名: Experimental Biology
  • 発表場所: San Diego
  • 年月日: 2008-04-05
• [学会発表] Effect of cobalt treatment on cell growth andmitochondrial DNA damage in HEK293 acutely exposed to hydrogen peroxide (2006)
  • 著者名/発表者名: Nomura Y, Fujiwara H, Ito K, Sato M, Takahashi E, Hozumi Y, Feng Z, Nakamura T
  • 学会等名: Experimental Biology
  • 発表場所: San Francisco
  • 年月日: 20060401-05
• [学会発表] Effect of cobalt on the liver glycogen content in the streptozotocin-induced diabetic rats (2005)
  • 著者名/発表者名: Nomura Y, Okamoto S, Sakamoto M, Feng Z, Nakamura T
  • 学会等名: Experimental Biology
  • 発表場所: San Diego
  • 年月日: 20050402-06
• [図書] ミトコンドリアレベルの酸素代謝測定からだと酸素の事典 (2009)
  • 著者名/発表者名: 野村保友、Zhonggang Feng、中村孝夫
  • 出版者: 朝倉書店(印刷中)
• [図書] DNA Damage Research(Nova Science Pub) (2008)
  • 著者名/発表者名: Nomura Y, Feng Z, Nakamura T.
  • 総ページ数: 1-8
  • 出版者: Cobalt treatment suppressing mitochondrial DNA damage caused by acute exposure of H2O2
• [図書] 蛋白質核酸酵素(細胞生物学における蛍光相関分光法と蛍光相互相関分光法蛋白質核酸酵素)(増刊号51(14)) (2006)
  • 著者名/発表者名: 三國新太郎・金城政孝
  • 総ページ数: 1998-2005
• [図書] 磁界の生体に及ぼす影響 (2006)
  • 著者名/発表者名: 中村孝夫、小野寿樹、野村保友、Zhonggang Feng
  • 総ページ数: 25-34
  • 出版者: 山形医学