| 研究課題/領域番号 |
18K19287
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分43:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
柴田 幹大 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 准教授 (80631027)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| キーワード | タンパク質 / バイオイメージング / 原子間力顕微鏡 / 画像解析 |
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| 研究成果の概要 |
本研究は、生体分子のナノ動態を撮影できる高速原子間力顕微鏡（高速AFM）と、単粒子解析法やディープラーニングによる画像解析を融合し、タンパク質部位の揺らぎ・構造変化を定量化できる画像解析システムの構築を目指した。具体的には、高速AFM動画にMotionCor2を適用し、サブナノメートルの精度で約200枚のAFM画像をドリフト補正することに成功し、その積算画像を得た。積算画像では、タンパク質の動きの少ない部位は空間分解能が向上する一方、揺らぎの大きな部位は分解能が下がり、これを利用してタンパク質内のどの部位が、どの程度の揺らぎを持つのかを定量化することが可能となった。
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| 自由記述の分野 |
生物物理学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ほとんど全ての生命現象はタンパク質の作用に基づいており、それ故、タンパク質がはたらく仕組みを理解することは、生命科学において非常に重要である。近年の生命科学において、タンパク質の機能発現には、タンパク質部位の“動き”や“揺らぎ”が重要であることが報告され、真にタンパク質の仕組みを理解するには、動きまで含めた動的な構造解析が必須である。本研究は、タンパク質のナノ動態を直接可視化できる高速AFM画像に対し、様々な画像解析を適用するシステムを構築したことにより、高速AFM画像において、これまで見過ごしていたタンパク質の”揺らぎ“に関する情報をより客観的な解析により引き出せるようになった。
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