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2008 年度 研究成果報告書

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

  • PDF
研究課題/領域番号 18687014
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 発生生物学
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)

連携研究者 谷 知己  北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (80332378)
堀川 一樹  北海道大学, 電子科学研究所, 特任准教授 (70420247)
研究期間 (年度) 2006 – 2008
キーワードシグナル伝達 / イメージング / 顕微鏡 / FRET / 自己組織化
研究概要

本研究は細胞性粘菌のcAMPに対する走化性の分子過程を可視化することで、細胞がゆらぎと同じレベルの濃度勾配の中で、その勾配の方向を的確に認識し、運動する方向を決定する仕組みを解明することを目的とした。その為に、タンパク質性Ca2+センサーであるカメレオンYC3.60のCa2+センシングドメインにアミノ酸変異を導入することで、これまで報告された如何なるCa2+センサーよりもCa2+に対して高い親和性(Kd=20nM)を持つ、つまり超高感度なCa2+センサーcameleon ZEROを開発した。驚いたことにこのセンサーを発現させた細胞性粘菌は野生型同様に分裂増殖することから内在のCa2+キレート効果による細胞毒性は無いと考えられた。この細胞株を用いて集合体形成時におけるカルシウム動態の観察を行ったところ、BZ(ベルーゾフ・ジャボチンスキー)反応様のスパイラルおよびターゲットパターンのみならず、時空間的にランダムに発火するカルシウム動態を観察することに成功した。

  • 研究成果

    (67件)

すべて 2009 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (22件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (30件) 図書 (11件) 備考 (1件) 産業財産権 (3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 6

      ページ: 351-353

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-photon excitation behavior of thiophene-based oligomeres and a polymer. J. Nanosci2009

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

      Nanotechnol 9

      ページ: 670-672

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 光スイッチング蛍光蛋白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] ワンステップ全自動プラスミド構築法法2009

    • 著者名/発表者名
      小寺一平、永井健治
    • 雑誌名

      細胞工学 28

      ページ: 402-407

  • [雑誌論文] 蛍光タンパク質開発秘話-Pericam-2009

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 雑誌名

      蛋白質核酸酵素 53

      ページ: 1858-1864

  • [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 Struct Funct 33

      ページ: 133-141

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A high-throughput and single-tube recombination of crude PCR products using a DNA polymerase inhibitor and type IIS restriction enzyme2008

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

      J. Biotechnol 137

      ページ: 1-7

    • 査読あり
  • [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] Direct measurement of protein dynamics inside cells using a rationally designed photoconvertible protein2008

    • 著者名/発表者名
      Matsuda T, Miyawaki A & Nagai T
    • 雑誌名

      Nature Methods 5

      ページ: 339-345

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cell-cycle-specific nestin expression coordinates with morphological changes in embryonic cortical neural progenitors2008

    • 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

      J Cell Sci 121

      ページ: 1204-1212

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local initiation of caspase activation in Drosophila salivary gland programmed cell death in vivo2007

    • 著者名/発表者名
      Takemoto K, Kuranaga E, Tonoki A, Nagai T, Miyawaki A & Miura M
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104

      ページ: 13367-13372

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 蛍光イメージング-最近の進歩 : 回折限界の壁を越える工夫-2007

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 雑誌名

      病理と臨床 25

      ページ: 514-519

  • [雑誌論文] 大口径ファイバー白色光源を用いた高速共焦点顕微鏡の開発と評価2007

    • 著者名/発表者名
      齊藤健太、谷知己、小林健太郎、永井健治
    • 雑誌名

      顕微鏡

      ページ: 161-165

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of mitochondrial DNA polymorphisms that alter mitochondrial matrix pH and intracellular calcium dynamics2006

    • 著者名/発表者名
      Kazuno A, Munakata K, Nagai T, Shimozono S, Tanaka M, Yoneda M, Kato N, Miyawaki A & Kato T
    • 雑誌名

      PLoS Genet 2

      ページ: e128

    • 査読あり
  • [雑誌論文] FRETの上手な使い方2006

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 雑誌名

      蛋白質核酸酵素 51

      ページ: 1989-1997

  • [雑誌論文] 電顕に期待するもの42006

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 雑誌名

      細胞工学 25

      ページ: 1192-1193

  • [雑誌論文] HaloTag テクノロジーが拓く様々な蛍光イメージングの可能性2006

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 雑誌名

      バイオテクノロジージャーナル 6

  • [雑誌論文] 組織・個体レベルでの機能イメージングに向けて2006

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 雑誌名

      細胞工学 25

      ページ: 1010-1013

  • [雑誌論文] 今、蛍光蛋白質で何ができるか?2006

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 雑誌名

      生化学 78

      ページ: 759-763

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生細胞内ではたらく分子を可視化する2006

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 雑誌名

      Bionics 3

      ページ: 30-35

  • [学会発表] Imagaing biological functions by using FRET-based sensor proteins2008

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 学会等名
      ICCB2008
    • 発表場所
      韓国
    • 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] Direct measurement of protein dynamics in single living cells using a rationally designed photoconvertible fluorescent protein?2008

    • 著者名/発表者名
      Nagai T
    • 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、横浜市
    • 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
      Nagai T
    • 学会等名
      NIPS-JST 国際ワークショップ
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター、岡崎市
    • 年月日
      2008-04-19
  • [学会発表] Development of a fluorescent protein with deep blue color2008

    • 著者名/発表者名
      Nagai T, W. Tomosugi, T. Matsuda, I. Kotera & K. Saito
    • 学会等名
      FOM2008
    • 発表場所
      兵庫県淡路島夢舞台国際会議場
    • 年月日
      2008-04-14
  • [学会発表] Direct measurement of protein dynamics in single living cells using a rationally designed photo-convertible fluorescent protein2008

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuda & A. Miyawaki & Nagai T
    • 学会等名
      FOM2008
    • 発表場所
      兵庫県淡路島夢舞台国際会議場
    • 年月日
      2008-04-13
  • [学会発表] 群青色蛍光蛋白質の開発2007

    • 著者名/発表者名
      友杉亘、松田知己、小寺一平、斉藤健太、永井健治
    • 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
      2007-12-23
  • [学会発表] 新規光色変換蛍光タンパク質による生細胞のタンパク質動態測定2007

    • 著者名/発表者名
      松田知己、宮脇敦史、永井健治
    • 学会等名
      平成19年度日本顕微鏡学会北海道支部学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-12-01
  • [学会発表] 合理的に設計した光変換蛍光タンパク質による生きた細胞内のタンパク質2007

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 学会等名
      光学会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2007-11-28
  • [学会発表] イメージングの現在と未来2007

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 学会等名
      視る生物学2-イメージングの現在と未来-
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      2007-11-21
  • [学会発表] Engineering fluorescent and bioluminescent proteins to visualize biological functions2007

    • 著者名/発表者名
      Nagai T
    • 学会等名
      Annual Meeting of Korean Society for Molecular Biology and Biochemistry
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2007-10-19
  • [学会発表] Engineering fluorescent and bioluminescent proteins to visualize biological functions2007

    • 著者名/発表者名
      Nagai T
    • 学会等名
      The 5th International Forum on Post-Genome Technologies
    • 発表場所
      Shujo, Chaina
    • 年月日
      2007-09-10
  • [学会発表] Engineering fluorescent and bioluminescent proteins to visualize biological functions2007

    • 著者名/発表者名
      Nagai T
    • 学会等名
      The 2nd International Workshop on Approaches to Single-Cell Analysis
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2007-09-07
  • [学会発表] Visualization of biological function by using FRET- and BRET-based indicator2007

    • 著者名/発表者名
      Nagai T
    • 学会等名
      APBP2007 3rd Asian and Pacific Rim Symposium on Biophotonics & Biophotonics Downunder II
    • 発表場所
      ケアンズ・オーストラリア
    • 年月日
      2007-07-11
  • [学会発表] 蛍光・化学発光タンパク質を利用して何ができるか?2007

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 学会等名
      生物発光化学発光研究会第25回学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-06-30
  • [学会発表] Various Applications of Fluorescent Proteins for Cell Biology2007

    • 著者名/発表者名
      Nagai T
    • 学会等名
      16thAnnual Meeting of the Korean Scociety for Smooth Muscle Research
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2007-06-16
  • [学会発表] Phamret : 光活性化と蛍光エネルギー移動を利用した細胞生物学研究のための効果的な蛍光マーカー蛋白質2007

    • 著者名/発表者名
      松田知己、宮脇敦史、永井健治
    • 学会等名
      第7回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      仙台国際センター(仙台)
    • 年月日
      2007-05-25
  • [学会発表] 蛍光・化学発光タンパク質を利用した生細胞内のリアルタイム機能イメージング2007

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 学会等名
      第127回日本薬理学会
    • 発表場所
      ヴォルフォートとやまホール(富山)
    • 年月日
      2007-03-30
  • [学会発表] 蛍光・発光タンパク質を利用した生理機能センサーの開発とライブイメージング2007

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 学会等名
      第96回日本病理学会
    • 発表場所
      大阪国際会議場、大阪
    • 年月日
      2007-03-14
  • [学会発表] A genetically-encoded indicator for RNA in living cells2006

    • 著者名/発表者名
      Takemoto k, Nagai T
    • 学会等名
      Fifth East Asian Biophysics Symposium & Forty-Fourth Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 発表場所
      Okinawa Convention Center, Okinawa, Japan
    • 年月日
      2006-11-13
  • [学会発表] Ca2+ imaging of single living cell with bioluminescence resonance energy transfer (BRET)2006

    • 著者名/発表者名
      Saito K, Nagai T
    • 学会等名
      Fifth East Asian Biophysics Symposium & Forty-Fourth Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 発表場所
      Okinawa Convention Center, Okinawa, Japan
    • 年月日
      2006-11-13
  • [学会発表] Single molecule imaging of nerve growth factor receptor trkA expressed in the growth cones of dorsal root ganglion explants2006

    • 著者名/発表者名
      Tani T, Saito K & Nagai T
    • 学会等名
      Fifth East Asian Biophysics Symposium & Forty-Fourth Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 発表場所
      Okinawa Convention Center, Okinawa, Japan
    • 年月日
      2006-11-12
  • [学会発表] 近未来的バイオイメージング技術の展望2006

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 学会等名
      第15回バイオイメージング学会
    • 発表場所
      岩手医科大学60周年記念館
    • 年月日
      2006-11-02
  • [学会発表] 蛍光・化学発光タンパク質を利用した生理機能イメージング2006

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 学会等名
      分子構造討論会2006
    • 発表場所
      グランシップ、静岡
    • 年月日
      2006-09-20
  • [学会発表] Development of FRET- and BRET-based functional indicators with expanded dynamic range2006

    • 著者名/発表者名
      Nagai T
    • 学会等名
      16th International Microscopy Congress
    • 発表場所
      Sapporo Convention Center, Sapporo, Japan
    • 年月日
      2006-09-05
  • [学会発表] 蛍光分子を利用して生体機能と情報をはかる」2006

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 学会等名
      生命をはかる研究会
    • 発表場所
      日本コンベンションセンター、幕張
    • 年月日
      2006-08-30
  • [学会発表] Vivid visualization of biological functions by using DNA-encodable indicators- Toward multifunctional imaging-2006

    • 著者名/発表者名
      Nagai T
    • 学会等名
      7th Joint Meeting of The Histochemical Society & The Japan Society of Histochemistry and Cytochemistry
    • 発表場所
      Hilton Waikoloa Village, Big Island of Hawaii, USA
    • 年月日
      2006-08-24
  • [学会発表] Realtime imaging and manipulation of biological functions by fluorescent proteins2006

    • 著者名/発表者名
      Nagai T
    • 学会等名
      20th IUBMB International Congress of Biochemistry and Molecular Biology
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2006-06-21
  • [学会発表] Molecular and cellular imaging of living organisms2006

    • 著者名/発表者名
      Nagai T
    • 学会等名
      63rd KSBMB Annual Meeting, COEX
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2006-05-26
  • [図書] バイオとナノの融合I 新生命科学の基礎, 「発光性蛋白質を利用したバイオセンサーの開発」(第8章)(分担執筆)2007

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 総ページ数
      97-113
    • 出版者
      北海道大学COE 研究成果編集委員会
  • [図書] New advances in nanomedicine: diagnosis and preventive medicine, Med Clin North Am, (91)2007

    • 著者名/発表者名
      Wei C, Nagai T, Wei W, Nemoto T, Awais M, Niwa O, Kurita R and Baba Y
    • 総ページ数
      871-879
  • [図書] 改変型蛍光タンパク質の利用, (67-78 講義と実習生細胞蛍光イメージング原口徳子、木村宏、平岡泰編集(分担執筆))2007

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 出版者
      共立出版
  • [図書] 共鳴エネルギー動(FRET)の基礎 (110-117 講義と実習生細胞蛍光イメージング原口徳子、木村宏、平岡泰編集(分担執筆))2007

    • 著者名/発表者名
      永井健治、小寺一平
    • 出版者
      共立出版
  • [図書] FRET の測定法と評価, (118-128 講義と実習生細胞蛍光イメージング原口徳子、木村宏、平岡泰編集(分担執筆))2007

    • 著者名/発表者名
      永井健治、斉藤健太
    • 出版者
      共立出版
  • [図書] 実習6 FRET, (268-277 講義と実習生細胞蛍光イメージング原口徳子、木村宏、平岡泰編集(分担執筆))2007

    • 著者名/発表者名
      斉藤健太、松田知己、原口徳子、永井健治
    • 出版者
      共立出版
  • [図書] 実習9全反射顕微鏡, (291-297 講義と実習生細胞蛍光イメージング原口徳子、木村宏、平岡泰編集(分担執筆))2007

    • 著者名/発表者名
      小寺一平、谷知己、永井健治
    • 出版者
      共立出版
  • [図書] アポトーシスの検出, (143-146 実験がうまくいく蛍光・発光試薬の選び方と使い方三輪佳宏編集(分担執筆))2007

    • 著者名/発表者名
      竹本研、永井健治、宮脇敦史、三浦正幸
    • 出版者
      羊土社
  • [図書] Column:スパイはひとりで充分, (147 実験がうまくいく蛍光・発光試薬の選び方と使い方三輪佳宏編集(分担執筆))2007

    • 著者名/発表者名
      谷知己、永井健治
    • 出版者
      羊土社
  • [図書] FRET プローブ, (158-162 実験がうまくいく蛍光・発光試薬の選び方と使い方三輪佳宏編集(分担執筆))2007

    • 著者名/発表者名
      小寺一平、永井健治
    • 出版者
      羊土社
  • [図書] 円順列GFP 変異体を利用した機能プローブの作製法と2波長励起1波長取得共焦点イメージング, (実験医学 別冊:染色・バイオイメージング実験ハンドブック(分担執筆))2006

    • 著者名/発表者名
      永井健治
    • 総ページ数
      210-215
    • 出版者
      羊土社
  • [備考]

    • URL

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

  • [産業財産権] 組み換えDNAの調整法2007

    • 発明者名
      永井健治、小寺一平
    • 権利者名
      北海道大学
    • 産業財産権番号
      特許, 特願2007-215238
    • 出願年月日
      2007-08-21
  • [産業財産権] 群青色蛍光タンパク質2007

    • 発明者名
      永井健治、友杉亘、松田知己
    • 権利者名
      北海道大学
    • 産業財産権番号
      特許, 特願2007-203300
    • 出願年月日
      2007-08-03
  • [産業財産権] DNA塩基配列を決定する方法2007

    • 発明者名
      永井健治、谷知己、小寺一平、米田悦啓
    • 権利者名
      北海道大学
    • 産業財産権番号
      特許, 特願2006-043211, PCT/JP2007/053461
    • 出願年月日
      2007-02-20

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公開日: 2010-06-10   更新日: 2016-04-21  

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