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2014 年度 実績報告書

新開発の極低温蛍光顕微鏡で観測する光合成タンパク質の動的性質

研究課題

研究課題/領域番号 24370060
研究機関東北大学

研究代表者

柴田 穣  東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (20300832)

研究分担者 野口 巧  名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60241246)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード顕微分光 / 極低温 / 1分子分光
研究実績の概要

補助金により購入した青色半導体レーザーを開発した極低温顕微鏡に組み込み、さらに高い空間分解能の測定を行えるようにした。このことにより、ある程度の空間分解能の向上が見られたが、理論的に予測される空間分解能には到達しておらず、現時点ではさらなる光学系の最適化が必要である。実際の空間分解能が理論値よりも劣っている原因は突き止めたので、今後必要な光学素子を購入し最適化することで、この問題は解消されるものと考えられる。
完成した極低温顕微鏡システムを用いて、以下の研究を推進した。
1)黄化したトウモロコシの緑化過程の研究。研究代表者らが、過去に市販のクライオスタットを用いて行ってきた研究を、高い空間分解能を持つ装置により行うことで、より詳細な情報を得ることが出来た。黄化した植物細胞内で、クロロフィルの前駆体、プロトクロロフィリドが局在するプロラメラボディと呼ばれる粒子の蛍光偏光異方性を世界で初めて詳細に測定し、内部での色素の配向状態を明らかにした。
2)クラミドモナスのステート遷移の研究。異なる波長の光を照射することで、低温での蛍光スペクトルが変化するステート遷移と呼ばれ現象では、アンテナタンパク質がステート遷移前後で移動していることと考えられている。培養したクラミドモナスを用いて、ステート遷移の前後での極低温での顕微蛍光分光を行い、実際にアンテナタンパク質の移動が起こっていることを示唆する結果を得ることができた。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Scrambled Self-Assembly of Bacteriochlorophylls c and e in Aqueous Triton X-100 Micelles2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Saga, Tatsuya Saiki, Naoya Takahashi, Yutaka Shibata, and Hitoshi Tamiaki
    • 雑誌名

      Photochem. and Photobiol.

      巻: 90 ページ: 552-559

    • DOI

      10.1111/php.12219

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a novel cryogenic microscope with numerical aperture of 0.9 and its application to photosynthesis research2014

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Shibata, Wataru Katoh, Tomofumi Chiba, Keisuke Namie, Norikazu Ohnishi, Jun Minagawa, Hanayo Nakanishi, Takumi Noguchi, and Hiroshi Fukumura
    • 雑誌名

      Biochim. Biophys. Acta

      巻: 1837 ページ: 880-887

    • DOI

      10.1016/j.bbabio.2014.03.006

  • [雑誌論文] 光合成系の光捕集過程を構造に立脚して理解する:理論と実験の融合で見えてきたこと2014

    • 著者名/発表者名
      柴田 穣
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: 69 ページ: 639-643

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 開口数0.9を持つ極低温顕微鏡の開発2014

    • 著者名/発表者名
      柴田穣,加藤渉,浪江慶祐
    • 雑誌名

      分光研究

      巻: 63 ページ: 103-105

  • [学会発表] 緑色イオウ光合成細菌Chlorobaculum limnaeum RK-j-1株の変異体から単離精製した色素の異なるクロロソームの比較評価2015

    • 著者名/発表者名
      原田 二朗、柴田 穣、溝口 正、漁野 岬、寺村 美里、山本 健、民秋 均
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] ピコ秒時間分解蛍光分光による極地に生育する蘚類および藻類の乾燥耐性の分子機構の研究2015

    • 著者名/発表者名
      柴田 穣、谷山 航一朗、Ahmed Ali、小杉 真貴子、福村 裕史
    • 学会等名
      第54回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      東京農業大学
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
  • [学会発表] CHARACTERIZATION OF CHLOROSOMES VARIANTS CONTAINING BACTERIOCHLOROPHYLL c, d, e, OR f IN THE MUTANTS DERIVED FROM THE IDENTICAL STRAIN OF BROWN-COLORED GREEN SULFUR BACTERIUM2014

    • 著者名/発表者名
      Jiro Harada, Yutaka Shibata, Misaki Ryono, Ken Yamamoto, Tadashi Mizoguchi, Hitoshi Tamiaki
    • 学会等名
      2014 International Conference on Artificial Photosynthesis
    • 発表場所
      Awaji City, Hyogo, Japan
    • 年月日
      2014-11-24 – 2014-11-28
  • [学会発表] 極低温顕微鏡を用いた緑化途上トウモロコシ生葉の光合成タンパク質前駆体の空間分布の測定2014

    • 著者名/発表者名
      千葉 知史、福村 裕史、柴田 穣
    • 学会等名
      日本生物物理学会第52回年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [学会発表] 光合成蛋白質と金属ナノ粒子による水素発生人工光合成ナノデバイスの開発2014

    • 著者名/発表者名
      田原 一輝、河原 弘典、浪江 慶祐、井上 名津子、長尾 遼、加藤 祐樹、鞆 達也、柴田 穣、福村 裕史、菓子野 康浩、野口 巧
    • 学会等名
      日本生物物理学会第52回年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [学会発表] Target analysis of the photosystem II-enriched membrane: The effect of oxidizing agent on the fluorescence quenching in PSII2014

    • 著者名/発表者名
      Ahmed Ali, Ryo Nagao, Takumi Noguchi, Hiroshi Fukumura, Yutaka Shibata
    • 学会等名
      日本生物物理学会第52回年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [学会発表] 開口数0.9の極低温顕微鏡の開発と光合成タンパク質の1分子分光への応用2014

    • 著者名/発表者名
      柴田 穣
    • 学会等名
      日本分析化学会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
    • 招待講演
  • [学会発表] 新開発の開口数0.9の極低温光学顕微鏡による細胞内光合成タンパク質の不均一分布測定2014

    • 著者名/発表者名
      柴田 穣、千葉 知史、福村 裕史
    • 学会等名
      第36回日本光医学・光生物学会年会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2014-07-25 – 2014-07-26
  • [学会発表] 理論と実験の融合で見えてきた植物型光合成の超高速光反応2014

    • 著者名/発表者名
      柴田 穣
    • 学会等名
      第11回AMO討論会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2014-06-06 – 2014-06-07
    • 招待講演
  • [学会発表] 光合成タンパク質と金属ナノ粒子による水素発生人工光合成ナノデバイスの開発2014

    • 著者名/発表者名
      田原 一輝、河原 弘典、浪江 慶祐、井上 名津子、長尾 遼、加藤 祐樹、鞆 達也、柴田 穣、福村 裕史、菓子野 康浩、野口 巧
    • 学会等名
      第5回光合成学会年会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2014-05-30 – 2014-05-31

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公開日: 2016-06-01  

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