コンパクトX線1分子計測装置の実現と複合計測法開発

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22241032
• 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: ナノ材料・ナノバイオサイエンス
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 佐々木 裕次 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (30344401)
• 研究分担者: 一柳 光平 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教 (70435618) ; 関口 博史 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 特任助教 (00401563) ; 八木 直人 高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 副部門長 (80133940)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 1分子イメージング / ナノ計測

研究概要

2000年に大型放射光施設を用いたX線1分子追跡法(DiffractedX-rayTracking:DXT)を提案し、それ以来、ポリマーやDNA分子、抗原抗体反応、そして機能性膜タンパク質と分子内運動をマイクロ秒からミリ秒レベルで、かつピコメートルという超高精度で高速1分子計測してきた。この高精度1分子追跡法を実験室レベルで計測可能とする装置開発を行い汎用的手法として確立させることが本研究の目的である。実現のための技術的ポイントは3つある。直径100-800nmサイズの完全ナノ結晶作製技術の確立、デモ的な実験室レベルX線光源として放射光施設を用いての高効率集光化、そして、究極的信号バッググラウンドの低減対策を放射光施設で実現した。

研究成果

• [雑誌論文] ATP dependent rotational motion of group II chaperonin observed by X-ray single molecule tracking (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Sekiguchi, Ayumi Nakagawa, Kazuki Moriya, Koki Makabe, Kouhei Ichiyanagi, Shunsuke Nozawa, Tokushi Sato, Shin-ichi Adachi, Kunihiro Kuwajima, Masafumi Yohda and Yuji C. Sasaki
  • 雑誌名: PLOS ONE
  • 査読あり
• [学会発表] X 線 一分子追跡法を用いた MHC 分子認識機構の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松下祐福 ,小園晴生 ,星指健太郎 ,一 柳 光平 ,関口博史 ,佐々木 裕次
  • 学会等名: 第26回放射光学会年会 放射光科学 合同シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2013-01-14
• [学会発表] アセチルコリン受容体のマイクロ秒 1 分子計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 徳江真紀、関口博史、星指健太郎、小林寿 珠子、Cai Weiyang、下山よしこ、西野有里、 八 木直人 、太田昇、宮澤淳夫、久保 泰、 佐々 木 裕 次
  • 学会等名: 第26回放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2013-01-14
• [学会発表] 表面に分子修飾した金ナノ結晶の熱伝導プロセス (2013)
  • 著者名/発表者名: 一柳光平 、関口博史 、野澤俊介 、佐藤篤志 、足立伸一 、佐々木裕次
  • 学会等名: 第26回放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2013-01-13
• [学会発表] X線 / 電子線の水中単一ナノ結晶に対する放射圧とその応 用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 星指健太郎、 関口博史、 一柳光平、 鈴木祥仁、八木直人、松尾龍人、太田 昇、佐々木裕 次
  • 学会等名: 第26回放射光学会年会 放射光科学合 同シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2013-01-13
• [学会発表] タンパク質複合体協同的運動の1分子解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 関口博史,山本陽平,有田真優乃,一 柳 光平野澤俊介,佐藤篤志,足立伸一,養王田正文,八木 直人,佐々木裕 次
  • 学会等名: 第26回放射光学会年会 放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2013-01-13
• [学会発表] 非線形 弾性衝撃圧縮下におけるシリカガラスの中間距離構造変化の観測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 一柳光 平 ,川合伸明,野澤俊介,佐藤篤志, 中村一隆,足立伸一, 佐々木 裕次
  • 学会等名: 第53回高圧討論会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2012-11-09
• [学会発表] Development of Diffracted X-ray Tracking measurement system using various wide-band energy X-ray sources 白色X線源を用いたX線1分子計測法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 一柳 光平, 関口 博史, 星野 真人, 梶原 健太郎, 野澤 俊介, 佐藤 篤志, 足立 伸一, 八木 直人, 佐々木 裕次
  • 学会等名: 第50回生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2012-09-24
• [学会発表] Dynamic structural and antigen binding analyses of antibody single-chain Fvs (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中 裕介, 関口 博史, 佐々木 裕次 , 東隆 親, 織田昌幸
  • 学会等名: 第50回生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2012-09-24
• [学会発表] Cooperative Motion Analysis of group II Chaperonin at Single-molecule Level using Diffracted X-ray Tracking X 線1分子追跡 法による II 型シャペロニン協同性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 関口博史 , 中川あゆみ, 守谷和騎, 有田真優乃, 山本陽平, 一柳光平, 養王田正文 , 八木 直人 , 佐々木 裕次
  • 学会等名: 第50回生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2012-09-23
• [学会発表] Multi-dimensional High-speed Single Molecular Observations from Labeled Gold-nanocrystal using X-rays andElectron (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. SASAKI, H. Sekiguchi, K. Ichyanagi, K. Hoshisashi, N. Yagi
  • 学会等名: GOLD2012
  • 発表場所: 京王プラザホテル
  • 年月日: 2012-09-07
• [学会発表] Diffracted Electron Tracking for Single Molecular Measurement; Time-resolved EBSD from Labeled Nanocolloid in Aqueous Solution (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuji Sasaki
  • 学会等名: EBSD2012
  • 発表場所: カーネギーメロン大学(アメリカ)
  • 年月日: 2012-06-21
• [学会発表] 時間分解 X 線回折 による金ナノ結晶の光誘起格子振動と熱緩和過程の観測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 一柳光平 、関 口博史 、野澤俊介、佐藤篤志、足立伸一、佐 々 木 裕 次
  • 学会等名: ナノ学会第10回大会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2012-06-14
• [学会発表] Observation of MHC Structual Changes Elicited Antigenic Peptide using Deffracted X-ray Tracking (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuji Sasaki
  • 学会等名: Biophysical Society 56th annual meeting
  • 発表場所: サンディエゴ アメリカ
  • 年月日: 2012-02-25
• [学会発表] Chaperonin-Ring'sTwist Is Critical for Folding Activity ofDXT) for single molecule measurement of rotational motion in reaction with photoindissociated ATP (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Sekiguchi
  • 学会等名: Biophysical Society 56th annual meeting
  • 発表場所: サンディエゴ アメリカ
  • 年月日: 2012-02-25
• [学会発表] Laser pump diffracted X-ray tracking (Laser-pump DXT) for single molecule measurement of rotational motion in reaction with photoindissociated ATP (2012)
  • 著者名/発表者名: Kohei Ichiyanagi
  • 学会等名: Biophysical Society 56th annual meeting
  • 発表場所: サンディエゴアメリカ
  • 年月日: 2012-02-25
• [学会発表] 1分子計測学の行方と新光源の利用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐々木裕次
  • 学会等名: 第25回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 鳥栖市民文化会館
  • 年月日: 2012-01-09
• [学会発表] Caged-ATPとパルスレーザーを組み合わせた光励起X線1分子計測法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 一柳光平、関口博史、野澤俊介、佐藤篤志、足立伸一、佐々木裕次
  • 学会等名: 第25回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 鳥栖市民文化会館
  • 年月日: 2012-01-09
• [学会発表] X線1分子追跡法によるII型シャペロニンの高精度動態解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 関口博史,中川あゆみ,守谷和騎,養王田正文,佐々木裕次
  • 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
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] Time-resolved single-shot X-ray scattering measurement of shocked amorphous materials (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Ichiyanai, N.Kawai, S.Nozawa, T.Sato, S.Adachi, K.G.Nakamura, Y.C.Sasaki
  • 学会等名: Thermec 2011
  • 発表場所: Quebec, Canada
  • 年月日: 2011-08-01
• [学会発表] Torsional Motion Analysis of Group II Chaperonin Using Diffracted X-ray Tracking (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Sekiguchi
  • 学会等名: 8th European Biophysics Congress
  • 発表場所: ブダペス トハンガリー
  • 年月日: 2010-08-25
• [図書] FUNDAMENTALS OF PICOSCIENCE (2012)
  • 著者名/発表者名: Klaus D. Sattler
  • 出版者: CRC Press Taylor & Francis Group