1分子追跡用新規蛍光ナノ粒子の開発と、クラスリン被覆ピットのシグナル機構の解明

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21570167
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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: 京都大学
• 研究代表者: 藤原 敬宏 京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 特定拠点講師 (80423060)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 1分子追跡 / 蛍光プローブ / 細胞膜 / 受容体

研究概要

全く退色とブリンキングのない蛍光性のシリコンナノ粒子で、細胞膜上の受容体を特異的に標識し、クラスリン被覆ピットから細胞内に取り込まれる瞬間を1分子レベルで可視化することに成功した。より多種のターゲット分子をナノ粒子で標識するために、酵素タグに対するリガンドによる表面修飾法の開発をおこなった。ミリ秒オーダーの受容体間の会合や、シグナル分子との複合体形成の素過程を検出するための、高感度・高速カメラを開発し、0. 1ミリ秒時間分解能でのシグナル受容体の1分子運動追跡に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Archipelago architecture of the focal adhesion : Membrane molecules freely enter and exit from the focal adhesion zone (2012)
  • 著者名/発表者名: A. C. E. Shibata, T. K. Fujiwara, L. Chen, K. G. N. Suzuki, Y. Ishikawa, Y. L. Nemoto, Y. Miwa, R. Chadda, K. Naruse, and A. Kusumi
  • 雑誌名: Cytoskeleton 巻: (in press)
  • DOI: DOI:10.1371/journal.pone.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Confining domains lead to reaction bursts : Reaction kinetics in the plasma membrane (2012)
  • 著者名/発表者名: Z. Kalay, T. K. Fujiwara, and A. Kusumi
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 7
  • DOI: DOI:10.1371/journal.pone.0032948
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hierarchical mesoscale domain organization of the plasma membrane (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Kusumi, K. G. N. Suzuki, R. S. Kasai, K. Ritchie, and T. K. Fujiwara
  • 雑誌名: Trends in Biochemical Sciences 巻: 36 ページ: 604-615
  • DOI: DOI:10.1016/j.tibs.2011.08.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Full characterization of GPCR monomer-dimer dynamic equilibrium by single molecule imaging (2011)
  • 著者名/発表者名: R. S. Kasai, K. G. N. Suzuki, E. R. Prossnitz, I. Koyama-Honda, C. Nakada, T. K. Fujiwara, and A. Kusumi
  • 雑誌名: Journal of Cell Biology 巻: 192 ページ: 463-480
  • DOI: DOI:10.1083/jcb.201009128
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hierarchical organization of the plasma membrane : Investigations by single-molecule tracking vs. fluorescence correlation spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Kusumi, Y. M. Shirai, I. Koyama-Honda, K. G. Suzuki, and T. K. Fujiwara
  • 雑誌名: FEBS Letters 巻: 584 ページ: 1814-1823
  • DOI: DOI:10.1016/j.febslet.2010.02.047
  • 査読あり
• [学会発表] 膜骨格の仕切りによる細胞膜の組織化:高速1分子追跡による研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤原敬宏
  • 学会等名: 第4回JSBi応用システムバイオロジー研究会
  • 発表場所: 神戸理研計算科学研究機構
  • 年月日: 2011-11-07
• [学会発表] Enhanced confinement of activated EGF receptor in the plasma membrane compartments revealed by ultra high-speed single-molecule tracking (2011)
  • 著者名/発表者名: T. K. Fujiwara, Z. Kalay, S. Shibutani, K. P. Ritchie, S. Takeuchi, K. G. N. Suzuki, and A. Kusumi
  • 学会等名: 第49回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 兵庫県立大学・姫路書写キャンパス
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] Super-speed single fluorescent-molecule imaging directly revealed in tercompartmental hop diffusion of membrane molecules (2010)
  • 著者名/発表者名: T. K. Fujiwara, S. Takeuchi, Y. Nagai, K. Hanaka, K. Iwasawa, K. G. N. Suzuki, and A. Kusumi
  • 学会等名: APRUリサーチシンポジウム"Interface Between Molecular Biology and Nano-Biology"
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2010-11-25
• [学会発表] Direct observation of hop diffusion of membrane molecules by developing ultra high-speed single fluorescent-molecule imaging (2010)
  • 著者名/発表者名: T. K. Fujiwara, S. Takeuchi, Y. Nagai, K. Hanaka, K. Iwasawa, K. G. N. Suzuki, and A. Kusumi
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] Hop diffusion of membrane lipids and proteins in the plasma membrane as directly observed by high-speed single fluorescent-molecule tracking (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Fujiwara
  • 学会等名: 13th International Membrane Research Forum
  • 発表場所: ホテルフジタ京都
  • 年月日: 2010-01-29
• [学会発表] Compartmentalization of the plasma membrane by actin-based membrane skeleton as revealed by high-speed single fluorescent-molecule tracking (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Fujiwara, S. Takeuchi, Y. Nagai, K. Hanaka, K. Iwasawa, K. Suzuki, and A. Kusumi
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2009-10-21
• [学会発表] 超高速1蛍光分子追跡法による、コンパートメント化された細胞膜内でのリン脂質のホップ拡散の検出 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤原敬宏
  • 学会等名: 第61回日本細胞生物学会大会ランチョンセミナー
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2009-06-02
• [図書] トランスポートソームの組織化における細胞骨格系の役割(トランスポートソームの世界-膜輸送研究の源流から未来へ-) (2011)
  • 著者名/発表者名: 木下専, 藤原敬宏
  • 総ページ数: 380-387
  • 出版者: 京都廣川書店
• [図書] ランダムな運動に法則を見出す(Math Stories変化をとらえる) (2009)
  • 著者名/発表者名: 楠見明弘, 藤原敬宏
  • 総ページ数: 238-247
  • 出版者: 東京図書