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2020 年度 研究成果報告書

蛍光ダイヤモンドを用いた1生体分子NMR観察法の確立

研究課題

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研究課題/領域番号 18H01838
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分28040:ナノバイオサイエンス関連
研究機関大阪大学

研究代表者

原田 慶恵  大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (10202269)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードダイヤモンド
研究成果の概要

蛍光性ダイヤモンド内部に存在する窒素空孔中心(NVC)の電子スピンはms = 0 と縮退した ms = ±1の2つ量子状態を有しており、この量子状態間の磁気共鳴周波数(D)は温度によって変化する。そこで我々は蛍光性ナノダイヤモンド(FND)を使って、我々が開発した光検出磁気共鳴顕微鏡でDの値を計測することによって、FND周辺の温度を知ることができる。本研究では、FNDの温度計測能が周囲の環境に影響を受けない性質を利用して、細胞内の絶対温度を計測する方法を開発した。

自由記述の分野

生物物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

温度は、生体機能の維持や細胞内反応を包括的に制御している最も基本的な物理量である。細胞の機能を深く理解するためには、細胞内の生体分子の振る舞いやそれを支配する温度の解明が不可欠である。これまでに、温度感受性のポリマーや蛍光タンパク質、蛍光色素を用いて、細胞内の温度を計測する研究が行われてきた。しかし、いずれの方法も、温度の時間変化や墓所による温度の違いなどの検出には有効であるが、絶対温度を計測することは非常に困難であった。今回FNDが周囲の環境にロバストである性質を利用して絶対温度を計測することができるようになったことで、細胞機能への温度の影響を明らかにする研究の進展が期待できる。

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公開日: 2022-01-27  

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