分子イメージングによるリアルタイム分子間相互作用解析法の開発

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18370066
• 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: 京都大学 (2008); (財)東京都医学研究機構 (2006-2007)
• 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)
• 研究分担者: 横田 浩章 京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 特定拠点講師 (90415547)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: マイクロアレイ / 全反射顕微鏡 / 生体分子 / マイクロビーズ

研究概要

生体分子を結合させたマイクロビーズをガラス基板上にアレイ化する技術と全反射蛍光顕微鏡を組み合わせ、生体分子間相互作用を高感度に解析できる顕微鏡システムの開発を行った。このシステムは、微量な試料で複数の生体分子間の結合・解離過程を同時に実時間解析することができる。このシステムを使って、抗原-抗体反応、タンパク質-DNA 間相互作用、低分子化合物-タンパク質間の相互作用解析だけでなく、抗体を利用し、生物試料抽出液中の特定タンパク質の濃度を結合速度から定量できることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Single-molecule visualization of binding modes of helicase to DNA on PEGylated surface (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Yokota, Y.-W. Han, J.-F. Allemand, X.-G. Xi, D. Bensimon,V. Croquette,Y. Ito, and Y. Harada
  • 雑誌名: Chemistry Letters 38 ページ: 308-309
• [雑誌論文] Single-cell chemical lysis method for analyses of intracellular molecules using an array of picoliter-scale microwells Anal (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Sasuga, T. Iwasawa, K. Terada, Y. Oe, H. Sorimachi, O. Ohara, and Y. Harada
  • 雑誌名: Chem 80 ページ: 9141-9149
• [雑誌論文] Direct observation of the reversible unwinding of a single DNA molecule caused by the intercalation of ethidium bromide (2007)
  • 著者名/発表者名: Masahito Hayashi, and Yoshie Harada
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 35(19) ページ: e125
• [雑誌論文] Direct observation of DNA rotation during branch migration of Holliday junction DNA by Escherichia coli RuvA-RuvB protein complex (2006)
  • 著者名/発表者名: Yong-Woon Han, Tomomi Tani, Masahito Hayashi, Takashi Hishida, Hiroshi Iwasaki, Hideo Shinagawa and Yoshie Harada
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad Sci. USA 103(31) ページ: 11544-11548
• [雑誌論文] Development of a microscopic platform for real-time monitoring of biomolecular interactions (2006)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Sasuga, Tomomi Tani, Masahito Hayashi, Hisashi Yamakawa, Osamu Ohara, and Yoshie Harada
  • 雑誌名: Genome Res 16 ページ: 132-139
• [学会発表] Direct observation of DNA rotation during branch migration of Holliday junction DNA by Escherichia coli RuvA-RuvB protein complex (2009)
  • 著者名/発表者名: Yong-Woon Han, Tomomi Tani, Masahito Hayashi, Takashi Hishida, Hiroshi Iwasaki, Hideo Shinagawa, and Yoshie Harada
  • 学会等名: International symposium on Bio-nanosystems
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20090901-03
• [学会発表] A novel protein array using microbeads aligned in a microfluidic chip (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Ooe, Yasuhiro Sasuga Osamu Ohara and Yoshie Harada
  • 学会等名: Biophysical Society 53^<rd> Annual Meeting
  • 発表場所: Boston USA
  • 年月日: 20090228-0304
• [学会発表] A simple single-cell lysis method for analyses of intracellular molecules using a picoliter-scale microwell array (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Sasuga, Yoshihiro Ooe, Osamu Ohara, Yoshie Harada
  • 学会等名: The 6^<th> Asian Biophysics Association (ABA) Synposium 2009
  • 発表場所: Hong Kong
  • 年月日: 20090111-15
• [学会発表] Harada A novel protein array using microbeads aligned in a microfluidic chip (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Ooe, Ysuhiro Sasuga, Osamu Ohara and Yoshie Harada
  • 学会等名: 日本生物物理学会 第46 回年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20081203-05
• [学会発表] Single-molecule Observation of DNA/helicase Interaction by Novel Microscopy.. The first iCeMS Symposium (2008)
  • 著者名/発表者名: Yokota, H., Han, Y-W., Allemand, J-F., Xie, X., Croquette, V., Bensimon, D. and Harada, Y
  • 学会等名: featuring mesoscopic interactions in cells and cellular membranes and the 11th International Membrane Research Forum
  • 発表場所: Kyoto City
  • 年月日: 20080220-22
• [学会発表] Single-molecule Observation of DNA/helicase Interaction by Novel Microscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: Yokota, H., Han, Y-W., Allemand, J-F., Xie, X., Croquette, V., Bensimon, D., Harada, Y
  • 学会等名: Joint Meeting of the Biophysical Society 52^<nd> Annual Meeting &amp; 16^<th> International Biophysics Congress
  • 発表場所: Long Beach
  • 年月日: 20080202-06
• [学会発表] Real Time Quantitation of an Endogenous mRNA in Single Living Cells (2008)
  • 著者名/発表者名: Okabe, K., Harada, Y. and Funatsu, T
  • 学会等名: Joint Meeting of the Biophysical Society 52^<nd> Annual Meeting &amp; 16^<th> International Biophysics Congress
  • 発表場所: Long Beach
  • 年月日: 20080202-06
• [学会発表] Effect of Zipcode Sequence and Molecular Weight of mRNA on Its Subcellular Localization Revealed by Single Molecule Imaging (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamagishi, M., Ishihama, Y., Shirasaki, Y., Kurama, H. Sasuga, Y., Terada, K., Harada, Y., Funatsu, T
  • 学会等名: Joint Meeting of the Biophysical Society 52^<nd> Annual Meeting &amp; 16^<th> International Biophysics Congress
  • 発表場所: Long Beach
  • 年月日: 20080202-06
• [学会発表] Studies on biomolecules using single-molecule imaging and manipulation techniques (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshie Harada
  • 学会等名: 8^<th> International Conference on Excitonic Processes in Condensed Matter (EXCON'08)
  • 発表場所: Kyoto (Invited)
  • 年月日: 2008-06-26
• [学会発表] マイクロ流路とマイクロビーズを組み合わせた新規生体分子間相互作用検出法 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大江良洋、貴家康尋、原田慶恵
  • 学会等名: 第8 回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-06-11
• [学会発表] マイクロビーズアレイとマイクロウェルを使った1細胞タンパク質解析法の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 原田慶恵
  • 学会等名: バイオナノ研究会
  • 発表場所: 宮城 青根温泉
  • 年月日: 2008-05-09
• [学会発表] Single-molecule experiments on DNA motors The First iCeMS Symposium and the 11th Membrane Research Forum (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshie Harada
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2008-02-21
• [学会発表] マイクロウェルアレイを用いた単一細胞分泌タンパク質解析法の開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 貴家康尋, 寺田佳代子, 大江良洋, 小原收, 原田慶恵
  • 学会等名: 日本生物物理学会第45 回年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20071221-23
• [学会発表] 一細胞中の酵素活性測定技術の開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 岩澤朋之、貴家康尋、原田慶恵
  • 学会等名: 2007 年生体運動研究研究合同班会議
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 20070107-09
• [学会発表] マイクロビーズを利用したin vitro生体分子間相互作用解析法と単一細胞解析技術の開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 貴家康尋, 小原收, 原田慶恵
  • 学会等名: BMB2007 ワークショップ
  • 発表場所: 横浜(招待講演)
  • 年月日: 2007-12-11
• [学会発表] マイクロ流路を利用した迅速なタンパク質相互作用検出システムの開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 薄井(青木)一恵, 貴家康尋, 岡崎規理子,小原玲子, 原田慶恵, 小原收
  • 学会等名: BMB2007
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-12-11
• [学会発表] Labeling of iron-sulfur protein with a fluorescent dye to detect its conformation change in the cytochrome bc1complex (2006)
  • 著者名/発表者名: Miki, T., Sakamoto, S., Yokota, H., and Harada, Y
  • 学会等名: Fifth East Asian Biophysics Symposium &amp; Forty-Fourth Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
  • 発表場所: Okinawa, Japan
  • 年月日: 20061112-16
• [学会発表] Direct observation of T7 RNA polymerase rotation during transcription (2006)
  • 著者名/発表者名: Kato, Y., Yokota, H., Hayashi, M., Terada, K., Sasuga, Y. and Harada, Y
  • 学会等名: Fifth East Asian Biophysics Symposium &amp; Forty-Fourth Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
  • 発表場所: Ginowan City,Japan
  • 年月日: 20061112-16
• [学会発表] Direct observation of the twisting motion of a single DNA molecule caused by the intercalation of ethidium bromide (2006)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, M. and Harada, Y
  • 学会等名: Fifth East Asian Biophysics Symposium & Forty-Fourth Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
  • 発表場所: Ginowan City, Japan
  • 年月日: 20061112-16
• [学会発表] Novel microscopy for simultaneous single molecule measurement of DNA/protein interaction (2006)
  • 著者名/発表者名: Yokota, H., Han, Y-W., Allemand, J-F., Xi, X., Croquette V. , Bensimon, and D., Harada Y
  • 学会等名: Fifth East Asian Biophysics Symposium &amp; Forty-Fourth Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
  • 発表場所: Ginowan City, Japan
  • 年月日: 20061112-16
• [学会発表] Live imaging of growth cone regeneration after axotomy of dorsal root ganglion neurons (2006)
  • 著者名/発表者名: Nomura, M., Tani, T., and Harada, Y
  • 学会等名: Fifth East Asian Biophysics Symposium &amp; Forty-Fourth Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
  • 発表場所: Ginowan City, Japan
  • 年月日: 20061112-16
• [学会発表] Real Time Imaging of Specific Messenger RNA in a Living Cell Using Artificial Nucleic Acids (2006)
  • 著者名/発表者名: Okabe, K., Harada, Y. and Funatsu, T
  • 学会等名: Fifth East Asian Biophysics Symposium &amp; Forty-Fourth Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
  • 発表場所: Ginowan City, Japan
  • 年月日: 20061112-16
• [学会発表] Development of a microscopic platform for single-cell analyses using picoliter microwell array (2006)
  • 著者名/発表者名: Sasuga, Y., Iwasawa, T., Terada, K., Sorimachi, H., Ohara, O. and Harada, Y
  • 学会等名: Fifth East Asian Biophysics Symposium &amp; Forty-Fourth Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
  • 発表場所: Ginowan City, Japan
  • 年月日: 20061112-16
• [学会発表] Development of a microscopic platform for real-time monitoring of biomolecular interactions (2006)
  • 著者名/発表者名: Sasuga, Y., Tani, T., Hayashi, M., Yamakawa, H., Ohara, O. and Harada, Y
  • 学会等名: Gordon Research Conference 2006 Single Molecule Approaches To Biology
  • 発表場所: New London, USA
  • 年月日: 20060617-22
• [学会発表] A simple single-cell chemical lysis method for analyses of intracellular molecules using a picoliter-scale microwell array Gordon Research Conference
  • 著者名/発表者名: Sasuga, Y., Iwasawa, T., Ooe, Y., Ohara, O., Harada, Y
• [図書] バイオマシン・生物分子モーター (2008)
  • 著者名/発表者名: 原田慶恵、横田浩章
  • 総ページ数: 878-883
  • 出版者: 細胞工学秀潤社(Vol.25 No.8)
• [図書] 1分子が見えた!.1枚の写真館 (2008)
  • 著者名/発表者名: 原田慶恵
  • 総ページ数: 425
  • 出版者: 細胞工学(27(5))
• [図書] ナノバイオ辞典, テクノシステム (2007)
  • 著者名/発表者名: 原田慶恵
  • 出版者: 一分子観察, 蛍光顕微鏡, 蛍光色素, 光ピンセット
• [図書] 一分子蛍光法化学と生物 (2007)
  • 著者名/発表者名: 原田慶恵
  • 総ページ数: 340-346
  • 出版者: 日本農芸化学会 会誌(vol.45 No.5)
• [図書] DNA モーター生物物理学ハンドブック (2007)
  • 著者名/発表者名: 原田慶恵
  • 総ページ数: 353-356
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] エヌ・ティー・エス (2007)
  • 著者名/発表者名: 原田慶恵
  • 総ページ数: 738-747
  • 出版者: DNA モーター非侵襲・可視化技術ハンドブック
• [図書] 光ピンセット.生命科学のための機器分析実験ハンドブック (実験医学別冊) (2007)
  • 著者名/発表者名: 横田浩章, 原田慶恵
  • 総ページ数: 99-104
  • 出版者: 第3章顕微解析4.(羊土社)
• [図書] 1分子イメージング. 生命科学のための機器分析実験ハンドブック(実験医学別冊) (2007)
  • 著者名/発表者名: 原田慶恵
  • 総ページ数: 237-242
  • 出版者: 第7章イメージング解析 3.(羊土社)
• [図書] 光トラップ 分子細胞生物学辞典
  • 著者名/発表者名: 原田慶恵
  • 出版者: 光トラップ 分子細胞生物学辞典
• [産業財産権] マイクロ流路形成体を利用したマイクロビーズアレイ用チップ、マイクロビーズアレイ及びこれらを用いた被検物質を検出する方法
  • 産業財産権番号: 特許出願2007-195476