1分子イメージングと数値モデルの融合による免疫細胞分子システム研究の開拓

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21247019
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 徳永 万喜洋 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 教授 (00192659)
• 連携研究者: 十川 久美子 (坂田 久美子) 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 准教授 (20291073)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 1分子イメージング / 分子システム / その場計測 / 3次元イメージング / マルチカラーイメージング / HILO照明法 / 分子定量 / 数値モデル

研究概要

全反射照明・薄層斜光(HILO)照明法による光学顕微鏡を発展し、生きた細胞の多色同時蛍光1分子イメージングを、シグナル伝達分子・転写因子等核内分子に関して行った。画像解析により、生細胞における分子数・相互作用・分子動態を定量した。3次元細胞分子システムをシミュレーションする数値モデルを構築し、1分子イメージングとの融合により、細胞システムの特性を解明する方法を開拓した。

研究成果

• [雑誌論文] Dynein-driven transport of T cell receptor microclusters forms the cSMAC and regulates T cell activation (2011)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto-Tane A, Yokosuka T, Sakata-Sogawa K, Sakuma M, Ishihara C, Tokunaga M, Saito T
  • 雑誌名: Immunity 巻: Vol.34 ページ: 919-931
  • 査読あり
• [雑誌論文] 免疫細胞表面の1分子イメージング計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 十川久美子、徳永万喜洋
  • 雑誌名: 現代化学 巻: 488巻 ページ: 42-43
• [雑誌論文] Spatiotemporal basis of CTLA-4-mediated negative regulation of T-cell activation (2010)
  • 著者名/発表者名: Yokosuka T, Kobayashi W, Takamatsu M, Sakata-Sogawa K, Zeng H, Yagita H, Tokunaga M, Saito T
  • 雑誌名: Immunity 巻: Vol.33 ページ: 326-339
  • 査読あり
• [雑誌論文] RNG105 Deficiency Impairs the Dendritic Localization of mRNAs for Na+/K+ ATPase Subunit Is forms and Leads to the Degeneration of Neuronal Networks (2010)
  • 著者名/発表者名: Shiina N, Yamaguchi K, TokunagaM
  • 雑誌名: J. Neuroscience 巻: Vol.30 ページ: 12816-12830
  • 査読あり
• [雑誌論文] RNA Granule Protein 140(RNG140): A Para log of RNG105 Localized to Distinct RNA Granules in Neuronal Dendrites in the Adult Vertebrate Brain (2010)
  • 著者名/発表者名: Shiina N, Tokunaga M
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: Vol.285 ページ: 24260-24269
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vav links the T cell antigen receptor to the actin cytoskeleton and T cell activation independently of intrinsic Guanine nucleotide exchange activity (2009)
  • 著者名/発表者名: Miletic AV, Graham DB, Sakata-Sogawa K, Hiroshima M, Hamann MJ, Cemerski S, Kloeppel T, Billadeau DD, Kanagawa O, Tokunaga M, Swat W
  • 雑誌名: PLoS One 巻: Vol.4 ページ: e6599
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stochastic emergence of multiple intermediates detected by single-molecule quasi-static mechanical unfolding of protein (2009)
  • 著者名/発表者名: Fukagawa A, Hiroshima M, Sakane I, Tokunaga M
  • 雑誌名: BIOPHYSICS 巻: Vol.5 ページ: 25-35
  • 査読あり
• [雑誌論文] 薄層斜光照明法による細胞内での蛍光1分子観察 (2009)
  • 著者名/発表者名: 徳永万喜洋, 十川久美子
  • 雑誌名: 生物物理 巻: Vol.49 ページ: 318321
• [雑誌論文] 1分子イメージング:できないと言われたことにチャレンジ (2009)
  • 著者名/発表者名: 徳永万喜洋
  • 雑誌名: 蛋白質核酸酵素 巻: Vol.54 ページ: 772-778
• [学会発表] NF-kB activation mechanism regulated by IkBa (2011)
  • 著者名/発表者名: Sakata-Sogawa K, Okada A, Ito Y, Tokunaga M.
  • 学会等名: 17th international Bophysics Congress
  • 発表場所: China National Convention Centre, Beijing, China
  • 年月日: 20111030-1103
• [学会発表] Quantitation of molecular dynamics and interactions in T cell activation by single-molecule microscopy with a lipid bilayersystem (2011)
  • 著者名/発表者名: Ito Y, Sakata-Sogawa K, Tokunaga M
  • 学会等名: 17th international Bophysics Congress
  • 発表場所: China National Convention Centre, Beijing, China
  • 年月日: 20111030-1103
• [学会発表] Stochastic and dynamic behavior of quasi-static mechanical unzipping of single-base pair of DNA on 2D maps (2011)
  • 著者名/発表者名: Fukagawa A, Hiroshima M, Tokunaga M
  • 学会等名: 17th international Bophysics Congress
  • 発表場所: China National Convention Centre, Beijing, China
  • 年月日: 20111030-1103
• [学会発表] Dynamics of spatial-temporal regulation of NF-kB inactivation (2011)
  • 著者名/発表者名: Takimoto J., Tanaka T, Kaisho T, Tokunaga M, Sakata-Sogawa K
  • 学会等名: 17th international Bophysics Congress
  • 発表場所: China National Convention Centre, Beijing, China
  • 年月日: 20111030-1103
• [学会発表] Dynamics of proteins in the nucleus by single molecule analysis (2011)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga M, Sakata-Sogawa K
  • 学会等名: International Symposium on the Physicochemical Field for Genetic Activities
  • 発表場所: Yumebutai, Awaji, Hyogo
  • 年月日: 20110124-26
• [学会発表] Dendritic mRNA transport and local translation are responsible for the formation of neuronal networks (2011)
  • 著者名/発表者名: Shiina N, Tokunaga M
  • 学会等名: 日本神経科学界第34回年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜,横浜,神奈川
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] Entropic stabilization of DNA structures by hydrogen bonds found in mechanical unzipping (2011)
  • 著者名/発表者名: Fukagawa A, Hiroshima M, Tokunaga M
  • 学会等名: 日本生物物理学会第49回年会
  • 発表場所: 兵庫県立大学,姫路,兵庫
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] Quantitative spatio-temporal analysis of dynamics of T cell signaling molecules on activation (2011)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa A, Sakata-Sogawa K, TokunagaM
  • 学会等名: 日本生物物理学会第49回年会
  • 発表場所: 兵庫県立大学,姫路,兵庫
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] Quantitation of molecular dynamics and interactions in T cell activation by single-molecule microscopy with a lipid bilayer system (2011)
  • 著者名/発表者名: Ito Y, Sakata-Sogawa K, Tokunaga M
  • 学会等名: 日本生物物理学会第49回年会
  • 発表場所: 兵庫県立大学,姫路,兵庫
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] Role of a stochastic cascade reaction in the signal transduction system from the viewpoint of information processing (2011)
  • 著者名/発表者名: Kajita M, Sakata-Sogawa K, Tokunaga M
  • 学会等名: 日本生物物理学会第49回年会
  • 発表場所: 兵庫県立大学,姫路,兵庫
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] Single molecule imaging analysis of NF-кB inactivation by PDLIM2 (2011)
  • 著者名/発表者名: Takimoto J, Tanaka T, Kaisho T, Tokunaga M, Sakata-Sogawa K
  • 学会等名: 日本生物物理学会第49回年会
  • 発表場所: 兵庫県立大学,姫路,兵庫
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] Spatio-temporal quantitative analysis of molecular dynamics and interactions in cells using multicolor single-molecules imaging (2011)
  • 著者名/発表者名: Katsuo I, Stasevich T. J, Kimura H, Sakata-Sogawa K, Tokunaga M
  • 学会等名: 日本生物物理学会第49回年会
  • 発表場所: 兵庫県立大学,姫路,兵庫
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] Spatial-temporal dynamics of calcium signaling in T cell activation (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimozawa M, Ito Y, Tokunaga M, Sakata-Sogawa K
  • 学会等名: 日本生物物理学会第49回年会
  • 発表場所: 兵庫県立大学,姫路,兵庫
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] Multifocal plane microscopy for three-dimensional molecular imaging and quantification in living cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Okada R, Ichinomiya K, Fujimoto Y, Abe K, Ue Y, Sakata-Sogawa K, Tokunaga M
  • 学会等名: 日本生物物理学会第49回年会
  • 発表場所: 兵庫県立大学,姫路,兵庫
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] Simplified coarse-grained model of cellular membranes to simulate dynamic features of cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Kato K, Tashiro J, Miyawaki S, Ebe K, Tokunaga M
  • 学会等名: 日本生物物理学会第49回年会
  • 発表場所: 兵庫県立大学,姫路,兵庫
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] Stochastic and dynamic behavior of quasi-static mechanical unzipping of single-base pair of DNA on 2D maps (2010)
  • 著者名/発表者名: Fukagawa A, Hiroshima M, Tokunaga M
  • 学会等名: 日本生物物理学会第48回年会
  • 発表場所: 東北大学,仙台,宮城
  • 年月日: 20100920-22
• [学会発表] single molecule imaging analysis of NFκB activation mechanism regulated by IκBα (2010)
  • 著者名/発表者名: Okada A, Tokunaga M, Sakata-Sogawa K
  • 学会等名: 日本生物物理学会第48回年会
  • 発表場所: 東北大学,仙台,宮城
  • 年月日: 20100920-22
• [学会発表] Single molecule imaging and quantitative analysis of activation of T cell signaling with stimulatory lipid bilayers (2010)
  • 著者名/発表者名: Ito Y, Sakata-Sogawa K, Tokunaga M
  • 学会等名: 日本生物物理学会第48回年会
  • 発表場所: 東北大学,仙台,宮城
  • 年月日: 20100920-22
• [学会発表] Clarification of Spatial-temporal regulation of NF-κB inactivation by single molecule fluorescence microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Takimoto J, Tanaka T, Kaisho T, Tokunaga M, Sakata-Sogawa K
  • 学会等名: 日本生物物理学会第48回年会
  • 発表場所: 東北大学,仙台,宮城
  • 年月日: 20100920-22
• [学会発表] Single molecule analysis of dynamics of T cell signaling molecules on activation (2010)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa A, Sakata-Sogawa K, Tokunaga M
  • 学会等名: 日本生物物理学会第48回年会
  • 発表場所: 東北大学,仙台,宮城
  • 年月日: 20100920-22
• [学会発表] Simplified coarse-grained model of cellular membranes to simulate dynamic features of cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Kato K, Tashiro J, Miyawaki M, Ebe K, Tokunaga M
  • 学会等名: 日本生物物理学会第48回年会
  • 発表場所: 東北大学,仙台,宮城
  • 年月日: 20100920-22
• [学会発表] Signal amplification and extinction caused by propagation of fluctuation in a signal transduction pathway (2010)
  • 著者名/発表者名: Kajita M, Tokunaga M
  • 学会等名: 日本生物物理学会第48回年会
  • 発表場所: 東北大学,仙台,宮城
  • 年月日: 20100920-22
• [学会発表] Dynamics of transcription factor proteins in nucleus by single molecule analysis (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakata-Sogawa K, Tokunaga M
  • 学会等名: Gordon Research Conference Single Molecule Approaches To Biology
  • 発表場所: il Ciocco Hotel, Lucca, Italy
  • 年月日: 20100627-0702
• [学会発表] Stochastic and dynamic pathways detected by quasi-static mechanical unzipping of single-base pair of DNA and MD simulations (2010)
  • 著者名/発表者名: Fukagawa A, Hiroshima M, Tokunaga M
  • 学会等名: Gordon Research Conference Single Molecule Approaches To Biology
  • 発表場所: il Ciocco Hotel, Lucca, Italy
  • 年月日: 20100627-0702
• [学会発表] NG105 and RNG140 : mRNA transport granule proteins responsible for the maintenance and development of neuronal dendrites (2010)
  • 著者名/発表者名: Shiina, N, Tokunaga, M
  • 学会等名: 第62回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 20100519-21
• [学会発表] Single molecule imaging in living cells and stochastic feature of molecular interactions (2010)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga M
  • 学会等名: University at Heidelberg-Tokyo Institute of Technology JOINT WORKSHOP "Life Science for Better Life"
  • 発表場所: Univ. Heidelberg, Germany
  • 年月日: 2010-07-16
• [学会発表] Detection de molecules uniques sur cellule vivante : presentation d' une nouvelle technique de microscopie a fluorescence (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakata-Sogawa K, Tokunaga M
  • 学会等名: 27eme Rencontre Scientifique Francophone de Tokyo
  • 発表場所: la Maison Franco-Japonaise, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2010-04-03
• [学会発表] TIRF principle and applications with a focus on biological samples (2010)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga M
  • 発表場所: EMBL, Heidelberg, Germany
  • 年月日: 2010-03-08
• [学会発表] Single Molecule Microscopy for Immunological Cell Signaling (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakata-Sogawa K, Tokunaga M
  • 学会等名: Sweden-Japan Joint Colloquium "Current Approaches & Future Perspectives on the Human Genome, Transcriptome & Proteome"
  • 発表場所: Karolinka Institute, Stockholm, Sweden
  • 年月日: 2010-01-19
• [学会発表] 細胞内蛍光1分子イメージングと定量解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 徳永万喜洋,十川久美子
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会ワークショップ
  • 発表場所: パシフィコ横浜,横浜,神奈川
  • 年月日: 2009-12-11
• [学会発表] 薄層斜光照明法による細胞核の蛍光1分子イメージング (2009)
  • 著者名/発表者名: 十川久美子,徳永万喜洋
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会ワークショップ
  • 発表場所: パシフィコ横浜,横浜,神奈川
  • 年月日: 2009-12-10
• [学会発表] 生きた細胞で分子1個を鮮明に観る-1分子計測と定量- (2009)
  • 著者名/発表者名: 徳永万喜洋
  • 学会等名: 北海道大学大学院生命科学院セミナー
  • 発表場所: 北大,札幌,北海道
  • 年月日: 2009-11-12
• [学会発表] シグナル伝達活性化におけるT細胞受容体分子会合の1分子解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 徳永万喜洋,十川久美子
  • 学会等名: 日本生物物理学会第47回年会
  • 発表場所: アスティとくしま,徳島
  • 年月日: 2009-10-31
• [学会発表] 1分子計測とMDシミュレーションによるDNA1塩基対機械的伸張におけるエネルギー地形と確率的経路 (2009)
  • 著者名/発表者名: 深川暁宏,廣島通夫,徳永万喜洋
  • 学会等名: 日本生物物理学会第47回年会
  • 発表場所: アスティとくしま,徳島
  • 年月日: 2009-10-30
• [学会発表] 薄層斜光照明法による細胞核の蛍光1分子イメージング (2009)
  • 著者名/発表者名: 十川久美子,徳永万喜洋
  • 学会等名: 日本生化学会大会第82回シンポジウム
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド,神戸,兵庫
  • 年月日: 2009-10-21
• [学会発表] 生きた細胞で分子1個を鮮明に観る-1分子計測と定量- (2009)
  • 著者名/発表者名: 徳永万喜洋
  • 学会等名: 第58回高分子討論会シンポジウム
  • 発表場所: 熊本大,熊本
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] RNA granule protein RNG140 is a paralog of RNG105 and localized to distinct RNA granules in the brain of adult vertebrates (2009)
  • 著者名/発表者名: Shiina N, Tokunaga M
  • 学会等名: 第61回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 名古屋,愛知
  • 年月日: 2009-06-02
• [学会発表] 生きた細胞で分子1個を鮮明に観る (2009)
  • 著者名/発表者名: 徳永万喜洋
  • 学会等名: エクストリームフォトニクスシンポジウム
  • 発表場所: 理研,和光,埼玉
  • 年月日: 2009-05-20
• [学会発表] Single Molecule Imaging in Living Cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga M
  • 学会等名: 4th Global COE International Symposium Program
  • 発表場所: Titech, Meguro-ku, Tokyo
  • 年月日: 2009-05-12
• [図書] 第3版現代界面コロイド化学の基礎 (2009)
  • 著者名/発表者名: 徳永万喜洋,十川久美子
  • 総ページ数: 3(399-401)
  • 出版者: 丸善
• [備考]
  • URL: http://www.toku.bio.titech.ac.jp/
• [産業財産権] 顕微鏡システム (2010)
  • 発明者名: 宮脇成礼、徳永万喜洋、十川久美子、江部康平、堀博文
  • 権利者名: オリンパスソフトウェアテクノロジー株式会社、国立大学法人東京工業大学、独立行政法人理化学研究所
  • 産業財産権番号: 特許、特願2010-145571
  • 出願年月日: 2010-06-25