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2021 年度 実施状況報告書

変性タンパク質の高次構造をin vivo可視化する三次元分子配向イメージング

研究課題

研究課題/領域番号 21K19346
研究機関順天堂大学

研究代表者

大友 康平  順天堂大学, 大学院医学研究科, 准教授 (40547204)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2023-03-31
キーワード超解像顕微鏡法 / 二光子顕微鏡法 / 分子配向イメージング / 高次構造
研究実績の概要

本課題は、生きた神経細胞内における生体分子の局在と高次構造を同時可視化する新規三次元分子配向イメージング法を確立することを目的とする。このために、研究代表者が取り組んできた二次元分子配向イメージング法の超解像化に着手した。2021 年度は、二光子スピニングディスク共焦点顕微鏡法とローカリゼーション法による相関顕微鏡システムの構築を行い、原理検証を行った。この過程で、前者の顕微鏡法をベースとし、線形アンミキシング法を利用した多色イメージング技術を開発した。培養細胞の分裂過程の多色三次元タイムラプス観察に成功したので、成果として報告を行った (Kamada et al., Sci. Rep. 2022)。また、関連する二光子顕微光学技術について、英文総説、日本語総説を複数執筆し、上記の成果についても一部報告した (Ishii et al., Neurosci. Res. 2022; 大友ほか Optronics 2021; 大友ほか 実験医学 2022; 根本ほか レーザー研究 2022; 大友ほか 生物物理 2022)。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

研究代表者は 2021 年 10 月に生命創成探究センターから順天堂大学大学院医科学研究科に異動した。そのため、実験時間が一部確保できなくなってしまったため、進捗がやや遅れている。

今後の研究の推進方策

ローカリゼーション法をベースとした顕微鏡システムが完成したことから、代表者らが以前開発した偏光分離光学系を検出系に導入することで、二次元分子配向イメージングの超解像化に着手する。更に、本法の三次元分子配向イメージングへの拡張を目的とし、空間光変調器の導入による励起光の波面変調についても検証を進める。

次年度使用額が生じた理由

2021 年 10 月に生命創成探究センターから順天堂大学大学院医科学研究科に異動したことに伴い、顕微鏡システムの構築が遅延している。2021 年度に使用を予定していた助成金は 2022 年度の前期に、2022 年度に使用を予定していた助成金は 2022 年度の後期に執行を後ろ倒しし、研究計画を遂行する。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Focusing new light on brain functions: multiphoton microscopy for deep and super-resolution imaging2022

    • 著者名/発表者名
      Ishii Hirokazu、Otomo Kohei、Takahashi Taiga、Yamaguchi Kazushi、Nemoto Tomomi
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 179 ページ: 24~30

    • DOI

      10.1016/j.neures.2021.11.011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-invasive 5D visualization of mitotic progression by two-photon excitation spinning-disk confocal microscopy2022

    • 著者名/発表者名
      Kamada Takafumi、Otomo Kohei、Murata Takashi、Nakata Kaito、Hiruma Shota、Uehara Ryota、Hasebe Mitsuyasu、Nemoto Tomomi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 ページ: 809-1-10

    • DOI

      10.1038/s41598-021-04543-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 何ができる? どこで使える? 先端蛍光顕微鏡つかい分けガイド2022

    • 著者名/発表者名
      大友康平、野中茂紀、亀井保博
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 40 ページ: 67~76

    • DOI

      10.18958/6941-00002-0000019-00

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 新規的な技術を用いた二光子顕微鏡による生体イメージングの展開2022

    • 著者名/発表者名
      根本知己、大友康平、高橋泰伽、山口和志
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 50 ページ: 68-71

  • [雑誌論文] 二光子顕微鏡法の高解像化・高速化への展開2022

    • 著者名/発表者名
      大友康平、山口和志、石井宏和、根本知己
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 62 ページ: 131-133

    • DOI

      10.2142/biophys.62.131

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 二光子顕微鏡法の技術展開と生体イメージング応用2021

    • 著者名/発表者名
      大友康平、根本知己
    • 雑誌名

      OPTRONICS

      巻: 10 ページ: 99-103

  • [学会発表] 二光子顕微鏡法の高時空間分解能化と生体イメージング応用2022

    • 著者名/発表者名
      大友康平, 根本知己
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第42回年次大会
    • 招待講演
  • [学会発表] High-resolution intravital imaging based on novel two-photon microscopic technologies2022

    • 著者名/発表者名
      Kohei OTOMO
    • 学会等名
      The 10th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 二光子顕微鏡の高分解能化による生体内微細構造イメージング2022

    • 著者名/発表者名
      大友康平, 石井宏和, 根本知己
    • 学会等名
      第95回日本薬理学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規二光子顕微技術による低侵襲生体イメージング2021

    • 著者名/発表者名
      大友康平
    • 学会等名
      生理学研究所研究会 「細胞システム理解のためのシグナル応答原理解明の最前線」
  • [学会発表] 二光子励起顕微鏡法の時空間分解能向上2021

    • 著者名/発表者名
      大友康平, 石井宏和, 根本知己
    • 学会等名
      第11回 名古屋大学医・生理研合同シンポジウム
  • [学会発表] 二光子顕微鏡法の機能向上と生理学応用2021

    • 著者名/発表者名
      大友康平, 根本知己
    • 学会等名
      レーザー学会第557回研究会「光・レーザーの医学・医療応用」

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公開日: 2022-12-28  

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