研究課題
(1)定量パラメータ解析のための1分子イメージングシステムを構築した。薄層斜光(HILO)照明法による蛍光1分子イメージングにより、顕微鏡の視野に細胞の厚みよりも薄い光(実測値で厚み7～10mm)で局所的に照明した。光が薄く高密度になり照明光強度が局所的に強くなり、画像強度が、理論値3～4倍に対し実測値で2.8倍と増した。その結果、1細胞レベルの蛍光画像で、通常の落射照明に比べ7～8倍の画質を確認した。定量計測のため、450-750nmの任意の2～3色蛍光を同時に1分子観察できる顕微鏡システムとして構築した。機械的ドリフト・ノイズは最小限にし、光学系は1細胞レベル多色同時1分子観察に最適化した。光学系の収差を生細胞像で最小化となるようにした。全体をPC制御し、生きた試料の臨機の変化に観察中随時に対応した。細胞内部での高いS/N比の画像を生かし、細胞内部における分子数・濃度・相互作用時間・解離定数・拡散係数・物理的動態特性といったパラメータを、多種分子・時間・空間の関数として求めるシステムとした。このための1分子画像解析システムを、効率化を進めるべく、現有システムの機能を改良した。(2)免疫細胞におけるシグナル伝達の1分子イメージングと定量解析を行った。リセプター・リン酸化酵素・アダプター等のシグナル分子、actin等の細胞骨格、STIM1等のCaシグナル関係分子、ER等の細胞内器官局在マーカー、転写因子等の核内分子とGFP融合タンパク質を、多色観察に対応させるべく、緑・赤等のGFP変異蛋白質を組込み、観察に必要な組み合わせの融合タンパク質に改変させ、細胞に複数種同時発現させた。(3)細胞シミュレーションプログラムを開発した。個々の分子動態・相互作用を最も簡潔な方程式で記述しシミュレーションし、新規の3次元細胞分子システムプログラムとして開発した。
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