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2019 年度 実施状況報告書

細胞膜動態の高分解能計測によるエンドサイトーシス超初期過程の分子基盤の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K22506
研究機関北海道大学

研究代表者

大場 雄介  北海道大学, 医学研究院, 教授 (30333503)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2021-03-31
キーワード細胞膜 / 高速分子間力顕微鏡 / 薄層遮光照明法 / correlative imaging
研究実績の概要

フェーズ1:頂端側細胞膜の物理的・光学的同時スキャン法の確立
高速原子間力顕微鏡(atomic force microscope, AFM)と薄層斜光照明法(highly inclined and laminated optical sheet, HILO)顕微鏡のハイブリッド顕微鏡をセットアップしている。HILO照明系は全反射顕微鏡の原理を応用したもので、AFM観察面である頂端側細胞膜の特異的励起による高いシグナルノイズ比の画像取得を実現することをめざしている。頂端側細胞膜特異的励起の精度と再現性を向上するために、入射光の制御を電気的かつコンピュータ制御で自動化した。さらにAFMを設置している既存の光学顕微鏡の限られたスペースに光学系を収めるために、光路長の大幅な短縮を行った。これにより、頂端側細胞膜の物理的・光学的同時走査を達成した。
フェーズ2:蛍光偏光による膜形態観察法の確立
細胞膜形態の光学的計測技術を確立するため、蛍光タンパク質の異方性を利用したバイオセンサーを開発した。蛍光タンパク質は励起光の偏光方向に応じて特異的に蛍光を発する性質を有している。したがって、蛍光タンパク質の発色団の向きと細胞膜の相対角度を一定に保つことで、細胞膜の動きを蛍光強度の変化として捉えることが可能になる。このように蛍光タンパク質の相対的向きを細胞膜に対して固定する手法を複数開発した。このバイオセンサーを発現する細胞を、偏光照明HILO顕微鏡とAFMの同時観察系を用いて次年度以降細胞膜動態のcorrelative imagingを行う。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

概ね調書あるいは交付申請書に記載した計画に添った進捗であるため。

今後の研究の推進方策

次年度は当初の計画通り、本年度開発した一連の観察系を持ちて細胞膜動態のcorrelative imagingを行い、その動作原理を理解する。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Calcium Wave Promotes Cell Extrusion2020

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Y、Narumi R、Akiyama R、Vitiello E、Shirai T、Tanimura N、Kuromiya K、Ishikawa S、Kajita M、Tada M、Haraoka Y、Akieda Y、 Ishitani T、Fujioka Y、Ohba Y、Yamada S、Hosokawa Y、Toyama Y、Matsui T、Fujita Y
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 30 ページ: 670~681.e6

    • DOI

      10.1016/j.cub.2019.11.089

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Localization of BCR-ABL to Stress Granules Contributes to Its Oncogenic Function2019

    • 著者名/発表者名
      Kashiwagi Sayaka、Fujioka Yoichiro、Kondo Takeshi、Satoh Aya O.、Yoshida Aiko、Fujioka Mari、Sasajima Hitoshi、Amano Maho、Teshima Takanori、Ohba Yusuke
    • 雑誌名

      Cell Structure and Function

      巻: 44 ページ: 195~204

    • DOI

      10.1247/csf.19033

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Folding Latency of Fluorescent Proteins Affects the Mitochondrial Localization of Fusion Proteins2019

    • 著者名/発表者名
      Kashiwagi Sayaka、Fujioka Yoichiro、Satoh Aya O.、Yoshida Aiko、Fujioka Mari、Nepal Prabha、Tsuzuki Atsushi、Aoki Ozora、Paudel Sarad、Sasajima Hitoshi、Ohba Yusuke
    • 雑誌名

      Cell Structure and Function

      巻: 44 ページ: 183~194

    • DOI

      10.1247/csf.19028

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of Immortalized Human Tumor Endothelial Cells from Renal Cancer2019

    • 著者名/発表者名
      Maishi Nako、Kikuchi Hiroshi、Sato Masumi、Nagao-Kitamoto Hiroko、Annan Dorcas A.、Baba Shogo、Hojo Takayuki、Yanagiya Misa、Ohba Yusuke、Ishii Genichiro、Masutomi Kenkichi、Shinohara Nobuo、Hida Yasuhiro、Hida Kyoko
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 20 ページ: 4595~4595

    • DOI

      10.3390/ijms20184595

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Clinical efficacy and safety of first-line nilotinib therapy and evaluation of the clinical utility of the FRET-based drug sensitivity test2019

    • 著者名/発表者名
      Kondo T、Fujioka M、Fujisawa S、Sato K、Tsuda M、Miyagishima T、Mori A、Iwasaki H、Kakinoki Y、Yamamoto S、Haseyama Y、 Ando S、Shindo M、Ota S、Kurosawa M、Ohba Y、Teshima T、The North Japan Hematology Study Group (NJHSG)
    • 雑誌名

      International Journal of Hematology

      巻: 110 ページ: 482~489

    • DOI

      10.1007/s12185-019-02696-w

    • 査読あり
  • [学会発表] 蛍光タンパク質の成熟促進化はミトコンドリアマーカー本来の局在を阻害する2020

    • 著者名/発表者名
      柏木 彩花、藤岡 容一朗、佐藤 絢、吉田 藍子、藤岡 真理、Nepal Prabha、続木 惇、 青木 大空、Paudel Sarad、笹島 仁、大場 雄介
    • 学会等名
      第97回日本生理学会大会
  • [学会発表] Live-cell imaging and analysis of the plasma membrane dynamics during clathrin-mediated endocytosis by high-speed atomic force microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      A. Yoshida A、N . Sakai、N . Takahashi、S . H . Yoshimura、 Y . Ohba
    • 学会等名
      ASCB|EMBO 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional Analysis of Mitochondria-endosome Interaction in the Regulation of Endocytosis2019

    • 著者名/発表者名
      A. O. Satoh、Y .Fujioka、H. Sasajima、S . Paudel、A . Nanbo、Y . Ohba
    • 学会等名
      ASCB|EMBO 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Irs4 Mediates Egf-dependentUpregulation of Endocytosis through the Recruitment of Ras-pi3k Complex to the Endosome.2019

    • 著者名/発表者名
      M . Amano、Y. Fujioka、A . O . Satoh、K. Horiuchi、A . Yoshida、H. Sasajima、C . Obuse、 Y. Ohba
    • 学会等名
      ASCB|EMBO 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] インフルエンザウイルス粒子の細胞取り込み機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      藤岡 容一朗、佐藤 絢、吉田 藍子、笹島 仁、Sarad Paudel、皆川 慶嘉、田端 和仁、野地 博行、大場 雄介
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] IRS4はRas ‐ PI3K複合体のエンドソーム局在化を介して依存性エンドサイトーシスを制御する2019

    • 著者名/発表者名
      天野 麻穂、藤岡 容一朗、佐藤 絢、堀内 浩水、吉田 藍子、笹島 仁、小布施 力史、大場 雄介
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] Probing in vivo dynamics of plasma membrane during clathrin-mediated endocytosis2019

    • 著者名/発表者名
      Aiko Yoshida、Nobuaki Sakai、Naoki Takahashi、Shige H. Yoshimura、Yusuke Ohba
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 電位依存性Ca2+チャネルはシアル酸化依存的にA型インフルエンザヘマグルチニンと結合し宿主細胞へのウイルス粒子の取り込みを制御する2019

    • 著者名/発表者名
      大場雄介
    • 学会等名
      第92回日本生化学会学会
    • 招待講演
  • [学会発表] クラスリン依存性エンドサイトーシスに伴う細胞膜動態のライブセル可視化解析2019

    • 著者名/発表者名
      吉田藍子、大場雄介
    • 学会等名
      第92回日本生化学会学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞膜動態のcorrelative imaging2019

    • 著者名/発表者名
      大場雄介
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 高速原子間力顕微鏡によるエンドサイトーシスに伴う細胞膜の形状変化の ライブセルイメージング2019

    • 著者名/発表者名
      吉田 藍子、酒井 信明、 高橋 直希、吉村 成弘、 大場 雄介
    • 学会等名
      第71回日本細胞生物学会
  • [学会発表] ミトコンドリアポアタンパク質を介したミトコンドリア _ エンドソーム間 相互作用によるエンドサイトーシス制御機構2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤 絢、藤岡 容一朗、笹島 仁、 南保 明日香、大場 雄介
    • 学会等名
      第71回日本細胞生物学会
  • [学会発表] 蛍光タンパク質の成熟促進化はオルガネラマーカー本来の局在を阻害する2019

    • 著者名/発表者名
      柏木 彩花、藤岡 容一朗、 笹島 仁、大場 雄介
    • 学会等名
      第71回日本細胞生物学会
  • [学会発表] Ras-PI3Kシグナルによるエンドサイトーシスの制御機構2019

    • 著者名/発表者名
      大場雄介
    • 学会等名
      第71回日本細胞生物学会

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公開日: 2021-01-27  

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