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2008 年度 実績報告書

少数分子による自己組織化過程の生体機能シグナル可視化による解析

研究課題

研究課題/領域番号 18687014
研究機関北海道大学

研究代表者

永井 健治  北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (20311350)

キーワードタンパク質 / 1分子 / 顕微鏡 / 可視化
研究概要

走化性シグナルの時空間分布を明らかにするため, cAMP刺激に伴う細胞性粘菌の集合塊形成とその過程における細胞内カルシウム濃度の変化に注目した. 多くの真核細胞同様,粘菌細胞のCa2+は静止期では50nM以下に保たれているが, cAMP刺激応答時には30秒以内に最大150nM程度まで上昇する. この微弱なカルシウム応答をイメージングにより検出するため, 遺伝子にコードされたCa2+センサーであるcameleon(YC3. 60)に変異を導入し, 超高感度Ca2+センサーを開発した. Ca2+イオンへの親和性が大幅に向上した指示薬を用いて, 飢餓後6-7時間に同心円波の集合パターンを示す細胞集団のCa2+イメージングを行った. ペースメーカー領域から少なくとも15回以上にわたって安定な集合波が生じており, この間, 周期と伝播速度はそれぞれ4.3分と約80μm/分に安定に保たれた. 同様の結果は細胞内Ca2+濃度の変動パターンからも得られるが, 興味深いことに同心円状の集合パターンとは一致しない一過的なカルシウム濃度の上昇が多数見いだされた. その形は直径が5-10細胞におよぶ真円形で, 発火頻度は集合流あたり21±2.3plse/10minであった. この一過的なCa2+の上昇には1)時間的にも空間的にも分布はランダムで周期性は認められないこと, 2)集合流におけるカルシウム振動とは波形が異なる, という二つの特徴が見いだされた. また確率的なCa2+発火は明確な集合流が生じる前から見いだされ, その頻度は飢餓後3から6時間までは変化しなかったが, 7時間以後には1.4±0.3plse/10minにまでおおきく減少した.

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (13件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] An ultramarine fluorescent protein with increased photostability and pH insensitivity2009

    • 著者名/発表者名
      Tomosugi W., Matsuda T, Tani T, Nemoto T, Kotera I, Saito K, Horikawa K, Nagai T
    • 雑誌名

      Nature Methods (印刷中)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-photon excitation behavior of thiophene-based oligomeres and a polymer. n press, 20082009

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto T, Kumagai A, Saito K & Nagai T.
    • 雑誌名

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology 9

      ページ: 670-672

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 光スイッチング蛍光タンパク質を用いた超解像観察法2009

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 雑誌名

      分光研究 58

      ページ: 7-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 蛍光プローブ開発秘話-Pericam-2009

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 雑誌名

      蛋白質核酸酵素 54

      ページ: 86-92

  • [雑誌論文] 光変換蛍光タンパク質を用いた生体分子の動態解析法2008

    • 著者名/発表者名
      永井健治、松田知己
    • 雑誌名

      実験医学 26

      ページ: 156-162

  • [雑誌論文] 新規の光変換蛍光蛋白質プローブを用いた生体イメージングと動態解析2008

    • 著者名/発表者名
      松田知己、永井健治
    • 雑誌名

      蛋白質核酸酵素 53

      ページ: 1858-1864

  • [雑誌論文] 光活性化・光変換蛍光タンパク質を用いたタンパク質動態解析2008

    • 著者名/発表者名
      松田知己、永井健治
    • 雑誌名

      バイオインダストリー 25

      ページ: 21-26

  • [雑誌論文] A mercury arc lamp-based multi-color confocal real time imaging system for cellular structure and function2008

    • 著者名/発表者名
      Saito K, Kobayashi K, Tani T, Nagai T
    • 雑誌名

      Cell Structure Function 33

      ページ: 133-141

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A high-throughput and single-tube recombination of crude PCR productsusing a DNA polymerase inhibitor and type IIS restriction enzyme. 137 : 1-7. 20082008

    • 著者名/発表者名
      Kotera I, Nagai T
    • 雑誌名

      Journal of Biotechnology 137

      ページ: 1-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cell-cycle-specific nestin expression coordinates with morphological changes in embryonic cortical neural progenitors. 121 : 1204-1212, 20082008

    • 著者名/発表者名
      Sunabori T, Tokunaga A, Nagai T, Sawamoto K, Okabe M, Miyawaki A, Matsuzaki Y, Miyata T & Okano H.
    • 雑誌名

      Journal of Cell Sciince 121

      ページ: 1204-1212

    • 査読あり
  • [学会発表] 改変蛍光タンパク質を利期した生理機能の可視化2009

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 学会等名
      日本学術振興会「未踏・ナノデバイステクノロジー」第151委員会研究会「ナノ計測の先端共用施設利用とナノ時空研究の一側面」
    • 発表場所
      物質・材料研究機構、つくば
    • 年月日
      2009-01-31
  • [学会発表] GFPを巧妙に用いた分子機能・動態の可視化2009

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 学会等名
      京都府立医科大学研究開発センター第8回学術講演会
    • 発表場所
      京都府立医科大学、京都
    • 年月日
      2009-01-21
  • [学会発表] Deciphering enigma of biological function by a genetically-encoded molecular spy2009

    • 著者名/発表者名
      Takeharu Nagai
    • 学会等名
      The 4^<th> LSW symposium
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2009-01-09
  • [学会発表] Engineering fluorescent proteins to visualize and manipulate biological functions2008

    • 著者名/発表者名
      Takeharu Nagai
    • 学会等名
      The 11^<th> Japan and America Frontier of Science
    • 発表場所
      Beckman center, Irvine, USA
    • 年月日
      2008-12-05
  • [学会発表] Engineering fluorescent proteins to visualize biological functions2008

    • 著者名/発表者名
      Takeharu Nagai
    • 学会等名
      The 8^<th> Japan and America Frontier of Engineering
    • 発表場所
      Kobe convention center, Kobe
    • 年月日
      2008-11-17
  • [学会発表] 蛍光タンパク質を巧妙に用いた分子機能・動態の可視化2008

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 学会等名
      日本薬学会関東支部第33回学術講演会
    • 発表場所
      長井記念館、東京
    • 年月日
      2008-11-01
  • [学会発表] Imagaing biological functions by using FRET-based sensor proteins2008

    • 著者名/発表者名
      Takeharu Nagai
    • 学会等名
      ICCB2008
    • 発表場所
      COEX, Seoul, Korea
    • 年月日
      2008-10-10
  • [学会発表] Engineering fluorescent and bioluminescent proteins to visualize biological functions2008

    • 著者名/発表者名
      Nagai T
    • 学会等名
      NEWroscience2008
    • 発表場所
      de Sao Paulo university, Brazil
    • 年月日
      2008-09-08
  • [学会発表] Engineering fluorescent and bioluminescent proteins to visualize biological functions2008

    • 著者名/発表者名
      Nagai T
    • 学会等名
      IBRO (I Neurolatam)
    • 発表場所
      Buzios, Brazil
    • 年月日
      2008-09-03
  • [学会発表] 改変蛍光タンパク質によるタンパク質機能・動態のリアルタイム可視化2008

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 学会等名
      岩手医科大学先端医療研究センター公開シンポジウム「バイオイメージングと分子生物学による脳・血管解明一健康増進に向けた最先端研究」
    • 発表場所
      岩手県医師会館ホール、盛岡
    • 年月日
      2008-07-19
  • [学会発表] Direct measurement of protein dynamics in single living cells using a rationally designed nhotoconvertible fluorescent protein2008

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 学会等名
      第60回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜
    • 年月日
      2008-06-29
  • [学会発表] Direct measurement of protein dynamics in living cells using a rationally designed photoconvertible fluorescent protein2008

    • 著者名/発表者名
      Takeharu Nagai
    • 学会等名
      NIPS-JST international workshop
    • 発表場所
      Okazaki conference center, Okazaki
    • 年月日
      2008-04-18
  • [学会発表] Development of a fluorescent protein with deep blue color2008

    • 著者名/発表者名
      Takeharu Nagai
    • 学会等名
      FOM2008
    • 発表場所
      Awaji Yume Butai, Osaka
    • 年月日
      2008-04-14
  • [備考]

    • URL

      http://nano.es.hokudai.ac.jp/

URL: 

公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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