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2012 年度 実績報告書

非線形光学を用いた核および染色体の動態・構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 21248040
研究機関大阪大学

研究代表者

福井 希一  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00311770)

研究分担者 小関 泰之  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60437374)
伊東 一良  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80113520)
内山 進  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90335381)
研究期間 (年度) 2009-04-01 – 2013-03-31
キーワード非線形光学顕微鏡 / 誘導パラメトリック発光顕微鏡 / 染色体動態観察 / 無染色可視化 / 低侵襲観察 / 細胞動態観察 / 極短パルスレーザー / ケージド化合物
研究概要

本課題では,極短パルスレーザー照射により四波混合過程で生じる微弱発光を検出し、対象物の構造のみならず対象物の分光学的性質を明らかとする、全く新しい光学理論に基づいた非線形光学顕微鏡、誘導パラメトリック発光顕微鏡(SPE顕微鏡)および,誘導ラマン散乱顕微鏡(SRS顕微鏡)を用いて、従来不可能であった染色体の完全無染色での三次元観察を行い,蛍光抗体や染色剤の影響をまったく受けない状態での染色体構造の動的変化を可視化し、詳細が不明である細胞分裂時における核・染色体の構造変化について、これまでにない新しい知見を得ることを目的としている。 昨年度までに,①生細胞を観察する際のパルス条件の検討,②低侵襲性を確保するためのレーザーパワーを抑えかつ高コントラストを得る光学系の開発,③差周波にメチレンの吸収があり、かつ水の吸収がない2850 カイザーを用いたIndian Muntjac染色体の可視化 ④マグネシウムイオンケージド化合物(DMNP-EDTA+ Mg2+)からの紫外線照射によるマグネシウムイオンの溶液中への拡散の観察とMg2+濃度変化による染色体構造の変化の観察を行い,SPEおよびSRS顕微鏡を用いたライブセルイメージングの基盤を確立してきた。そこで,本研究課題の最終年度である平成24年度は,これまでの知見を元に,これらの顕微鏡の分子識別能力を検証する目的で,種子細胞内にオイルボディーを形成する植物(Jatropha curcas L.)の生細胞観察を行い,オイルボディー特異的なシグナルの取得と,これを用いた可視化を試み,これに成功した。加えて材料をインタクトな状態で観察するため,反射型のSRS顕微鏡を構築し,これによるオイルボディの観察,すなわちインタクトな種子を用いたオイルボディーの観察にも成功した。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2012 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Sensitivity enhancement of fiber-laser-based stimulated Raman scattering microscopy by collinear balanced detection technique2012

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Nose
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 20 ページ: 13958-13965

    • DOI

      10.1364/OE.20.013958

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-speed molecular spectral imaging of tissue with stimulated Raman scattering2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Ozeki
    • 雑誌名

      Nature Photonics

      巻: 6 ページ: 845-851

    • DOI

      10.1038/nphoton.2012.263

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stimulated Raman hyperspectral imaging based on spectral filtering of broadband laser pulses2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Ozeki
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 37 ページ: 431-433

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protein encapsulation within synthetic molecular hosts.2012

    • 著者名/発表者名
      Fujita, D.
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: 3 ページ: 1093-1093

    • DOI

      10.1038/ncomms2093.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chromosome observation by scanning electron microscopy using ionic liquid.2012

    • 著者名/発表者名
      Dwiranti, A.
    • 雑誌名

      Microsc. Res. Tech.

      巻: 75 ページ: 1113-1118

    • DOI

      10.1002/jemt.22038. Epub 2012 Mar 28.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] RBMX: a regulator for maintenance and centromeric protection of sister chromatid cohesion.2012

    • 著者名/発表者名
      Matsunaga, S.
    • 雑誌名

      Cell Rep.

      巻: 19 ページ: 299-308

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2012.02.005. Epub 2012 Mar 22.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Subharmonic synchronization of picosecond Yb fiber laser to picosecond Ti:sapphire laser for stimulated Raman scattering microscopy.2012

    • 著者名/発表者名
      Umemura, W.
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 51 ページ: 022702-022702

    • DOI

      10.1143/JJAP.51.022702

    • 査読あり
  • [学会発表] FIB/SEMを用いた染色体3次元構造の解明2012

    • 著者名/発表者名
      福井 希一
    • 学会等名
      第63回染色体学会
    • 発表場所
      旭川市大雪クリスタルホール
    • 年月日
      20121005-20121007
  • [学会発表] ヒトコンデンシンSMCヒンジドメインの結晶構造解析2012

    • 著者名/発表者名
      福井 希一
    • 学会等名
      第63回染色体学会
    • 発表場所
      旭川市大雪クリスタルホール
    • 年月日
      20121005-20121007
  • [学会発表] Label-free observation of tissues by high-speed stimulated Raman spectral microscopy and independent component analysis

    • 著者名/発表者名
      伊東 一良
    • 学会等名
      Photonics West 2013
    • 発表場所
      San Francisco
    • 招待講演
  • [学会発表] High-speed molecular spectral imaging by stimulated Raman scattering microscopy using wavelength-tunable pulses

    • 著者名/発表者名
      伊東 一良
    • 学会等名
      CLEO:2012(Optical Society of America, 2012)
    • 発表場所
      San Jose
  • [学会発表] Sensitivity enhancement of fiber-laser-based stimulated Raman scattering microscopy by intensity noise suppressor

    • 著者名/発表者名
      伊東 一良
    • 学会等名
      CLEO:2012(Optical Society of America, 2012)
    • 発表場所
      San Jose
  • [学会発表] 誘導ラマン分光を用いた無染色生体イメージング

    • 著者名/発表者名
      小関 泰之
    • 学会等名
      フォトニクス技術フォーラム
    • 発表場所
      大阪科学技術センター
    • 招待講演
  • [学会発表] 誘導ラマン散乱を用いた無染色生体顕微鏡

    • 著者名/発表者名
      小関 泰之
    • 学会等名
      第 50 回 光波センシング技術研究会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 招待講演
  • [学会発表] 誘導ラマン散乱による生体の分光イメージング

    • 著者名/発表者名
      伊東 一良
    • 学会等名
      第5回超高速フォトニクスシンポジウム
    • 発表場所
      日本女子大学
    • 招待講演
  • [学会発表] 波長可変ピコ秒パルス光源を用いた誘導ラマン高速分光イメージング

    • 著者名/発表者名
      伊東 一良
    • 学会等名
      第4回超高速光エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      慶応大学
    • 招待講演
  • [学会発表] Independent component analysis of stimulated Raman spectral images

    • 著者名/発表者名
      伊東 一良
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      愛媛大学
  • [学会発表] 誘導ラマン散乱顕微鏡用ファイバー光源におけるパルスの高強度化と雑音特性の検討

    • 著者名/発表者名
      伊東 一良
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2012
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京)
  • [学会発表] ファイバー光源による誘導ラマン散乱分光顕微鏡

    • 著者名/発表者名
      伊東 一良
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2012
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京)
  • [学会発表] 誘導ラマン分光顕微鏡と独立成分分析による生体組織観察

    • 著者名/発表者名
      伊東 一良
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2012
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京)
  • [学会発表] 重水素交換質量分析を用いたヒトSMC タンパク質の相互作用解析

    • 著者名/発表者名
      福井 希一
    • 学会等名
      第12回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
  • [学会発表] ヒト中期染色体におけるトポIIαおよびコンデンシンの構造的意味

    • 著者名/発表者名
      福井 希一
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡

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公開日: 2014-07-24  

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