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2018 年度 実績報告書

分子イメージングを基軸とする生細胞内分子計測・光操作法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26220805
研究機関東京大学

研究代表者

小澤 岳昌  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (40302806)

研究分担者 尾崎 倫孝  北海道大学, 保健科学研究院, 教授 (80256510)
研究期間 (年度) 2014-05-30 – 2019-03-31
キーワードバイオ分析 / イメージング / 光操作 / 蛍光 / 発光 / スクリーニング / RNA / GPCR
研究実績の概要

課題1では,内在性のシトクロムの酸化還元状態を,ラマンイメージングにより無標識に検出できることを示した.既存のATP産生アッセイ法や膜電位計測法と同等のミトコンドリア活性定量感度であることを実証した.さらに研究を展開して,ハイブリッド蛍光ラマン顕微鏡法による化学的状態分析(ラマン分光)と生理状態定量(蛍光標識法)の正確な相関分析を実現する新たな測定法を開発した.蛍光信号とラマン信号の信号混交を抑止する蛍光/ラマン信号の定量かつ客観的分離法を開発した.高速波長変調レーザーと同期した周期変調測定により,これまで定量分析が難しかった細胞種においてもラマン分光による定量化学分析が可能であることを実証した.
課題2では,膜リセプターの光操作を更に展開して,細胞間張力を光制御する新たな技術を開発した.光照射により切断されるタンパク質PhoClを,細胞接着タンパク質E-Cadherinの細胞内ドメインに挿入した融合タンパク質PC-Cadherinを作成した.PC-Cadherinを導入した上皮細胞において青色光照射によりPC-Cadherinが切断され,断片が解離することを実証した.またPC-cadherinや下流分子Vinculinの局在観察により細胞間張力伝達が低下したことを解明した.次に細胞シート内のPC-cadherin発現細胞に光を照射したところ,張力伝達解消に伴う細胞形態変化が観察された.
課題3では,GPCR活性を直接光操作する技術の発展研究として,GPCRの細胞膜とサイトゾルのリサイクリングプロセスを光操作する技術開発を開発した.GPCRの一つであるADRB2について,青色光依存的なタンパク質間相互作用誘起システムCRY2/CIBNを利用し細胞内タンパク質Arrestinとの相互作用を誘導することでエンドサイトーシス,およびリサイクリングが誘起されるを実証した.

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (69件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 5件、 査読あり 18件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (42件) (うち国際学会 16件、 招待講演 14件) 図書 (3件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] 南洋理工大学(シンガポール)

    • 国名
      シンガポール
    • 外国機関名
      南洋理工大学
  • [国際共同研究] Liverpool University(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Liverpool University
  • [国際共同研究] Regensburg University(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Regensburg University
  • [雑誌論文] Activation of caspase-3 during Chlamydia trachomatis-induced apoptosis at a late stage2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuo Junji、Haga Sanae、Hashimoto Kent、Okubo Torahiko、Ozawa Takeaki、Ozaki Michitaka、Yamaguchi Hiroyuki
    • 雑誌名

      Canadian Journal of Microbiology

      巻: 65 ページ: 135~143

    • DOI

      10.1139/cjm-2018-0408

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Using redox-sensitive mitochondrial cytochrome Raman bands for label-free detection of mitochondrial dysfunction2019

    • 著者名/発表者名
      Morimoto Takeshi、Chiu Liang-da、Kanda Hiroyuki、Kawagoe Hiroyuki、Ozawa Takeaki、Nakamura Makoto、Nishida Kohji、Fujita Katsumasa、Fujikado Takashi
    • 雑誌名

      The Analyst

      巻: 144 ページ: 2531~2540

    • DOI

      10.1039/c8an02213e

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phenotype Profiling for Forensic Purposes: Determining Donor Sex Based on Fourier Transform Infrared Spectroscopy of Urine Traces2019

    • 著者名/発表者名
      Takamura Ayari、Halamkova Lenka、Ozawa Takeaki、Lednev Igor K.
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 91 ページ: 6288~6295

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.9b01058

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Detection Method for GLUT4 Exocytosis Based on Spontaneous Split Luciferase Complementation2019

    • 著者名/発表者名
      ENDO Mizuki、MIYASAKI Masashi、LI Qiaojing、KAWAMURA Genki、OZAWA Takeaki
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 35 ページ: 835~838

    • DOI

      10.2116/analsci.19C003

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parallelized shifted‐excitation Raman difference spectroscopy for fluorescence rejection in a temporary varying system2019

    • 著者名/発表者名
      Shimada Rintaro、Nakamura Takashi、Ozawa Takeaki
    • 雑誌名

      Journal of Biophotonics

      巻: 12 ページ: e201960028

    • DOI

      10.1002/jbio.201960028

    • 査読あり
  • [雑誌論文] [3H]UR-DEBa176: A 2,4-Diaminopyrimidine-Type Radioligand Enabling Binding Studies at the Human, Mouse, and Rat Histamine H4 Receptors2019

    • 著者名/発表者名
      Bartole Edith、Littmann Timo、Tanaka Miho、Ozawa Takeaki、Buschauer Armin、Bernhardt G?nther
    • 雑誌名

      Journal of Medicinal Chemistry

      巻: 62 ページ: 8338~8356

    • DOI

      10.1021/acs.jmedchem.9b01342

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] (3)Comprehensive modeling of bloodstain aging by multivariate Raman spectral resolution with kinetics.2019

    • 著者名/発表者名
      A. Takamura, D. Watanabe, R. Shimada, and T. Ozawa
    • 雑誌名

      Commun. Chem.

      巻: 2 ページ: 115

    • DOI

      org/10.1038/s42004-019-0217-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocleavable Cadherin Inhibits Cell-to-Cell Mechanotransduction by Light2019

    • 著者名/発表者名
      Endo Mizuki、Iwawaki Takumi、Yoshimura Hideaki、Ozawa Takeaki
    • 雑誌名

      ACS Chemical Biology

      巻: 14 ページ: 2206-2214

    • DOI

      10.1021/acschembio.9b00460

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2)Optical control of G protein-coupled receptor activities in living cells2019

    • 著者名/発表者名
      H. Yoshimura and T. Ozawa
    • 雑誌名

      Progress in Photon Science

      巻: 119 ページ: 129-138

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unique Roles of β-Arrestin in GPCR Trafficking Revealed by Photoinducible Dimerizers2018

    • 著者名/発表者名
      Takenouchi Osamu、Yoshimura Hideaki、Ozawa Takeaki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 ページ: 677

    • DOI

      10.1038/s41598-017-19130-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Establishing a split-luciferase-assay for PKG interaction studies2018

    • 著者名/発表者名
      A. Schramm, P.Mueller -Thuemen, T. Littmann, M. Harloff, T. Ozawa, J. Schlossmann,
    • 雑誌名

      Int. J. Med. Sci.

      巻: 19 ページ: 1180

    • DOI

      org/10.3390/ijms19041180

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Soft and Robust Identification of Body Fluid Using Fourier Transform Infrared Spectroscopy and Chemometric Strategies for Forensic Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Takamura Ayari、Watanabe Ken、Akutsu Tomoko、Ozawa Takeaki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 ページ: 8459

    • DOI

      10.1038/s41598-018-26873-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Light-controllable Transcription System by Nucleocytoplasmic Shuttling of a Truncated Phytochrome B2018

    • 著者名/発表者名
      Noda Natsumi、Ozawa Takeaki
    • 雑誌名

      Photochemistry and Photobiology

      巻: 94 ページ: 1071~1076

    • DOI

      10.1111/php.12955

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A robust split-luciferase-based cell fusion screening for discovering myogenesis-promoting molecules2018

    • 著者名/発表者名
      Li Qiaojing、Yoshimura Hideaki、Komiya Maki、Tajiri Ken、Uesugi Motonari、Hata Yutaka、Ozawa Takeaki
    • 雑誌名

      The Analyst

      巻: 143 ページ: 3472~3480

    • DOI

      10.1039/c8an00285a

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A split luciferase-based probe for quantitative proximal determination of Gαq signalling in live cells2018

    • 著者名/発表者名
      Littmann Timo、Ozawa Takeaki、Hoffmann Carsten、Buschauer Armin、Bernhardt Gunther
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 ページ: 17179

    • DOI

      10.1038/s41598-018-35615-w

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Cooperative interaction among BMAL1, HSF1, and p53 protects mammalian cells from UV stress2018

    • 著者名/発表者名
      Kawamura Genki、Hattori Mitsuru、Takamatsu Ken、Tsukada Teruyo、Ninomiya Yasuharu、Benjamin Ivor、Sassone-Corsi Paolo、Ozawa Takeaki、Tamaru Teruya
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 1 ページ: 204

    • DOI

      10.1038/s42003-018-0209-1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Real-Time Fluorescence Imaging of Single-Molecule Endogenous Noncoding RNA in Living Cells2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura Hideaki、Ozawa Takeaki
    • 雑誌名

      Methods Mol. Biol.

      巻: 1649 ページ: 337~347

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-7213-5_22

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nano-Materials for Bioimaging2018

    • 著者名/発表者名
      OZAWA Takeaki
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 34 ページ: 125~126

    • DOI

      10.2116/analsci.34.125

    • 査読あり
  • [学会発表] Luminescent Sensors and Optical Switches for Single Cell Analysis.2019

    • 著者名/発表者名
      T. Ozawa
    • 学会等名
      Seminar at Kansas State University (KSU seminar)
    • 招待講演
  • [学会発表] 生命の神秘を光で探る―オプトバイオアナリシス―2019

    • 著者名/発表者名
      T. Ozawa
    • 学会等名
      東京大学理学部公開講演会
  • [学会発表] Drug efficacy estimation based on dynamic ligand-receptor-G protein interactions2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Nishiguchi, Hideaki Yoshimura, Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] Dynamic ligand-receptor-effector protein interactions detected with single molecule fluorescence microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Nishiguchi, Hideaki Yoshimura, Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] A bioluminescence method for sensing GLUT4 on plasma membrane using spontaneous split luciferase complementation2019

    • 著者名/発表者名
      Masashi Miyasaki, Genki Kawamura, Mizuki Endo, Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] Novel optical techniques to explore biological function in single cells2019

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Yoshimura, Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      The 4th STEPS Symposium on Photon Science
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Protein-based luminescent sensors for single cell analysis.2018

    • 著者名/発表者名
      T. Ozawa
    • 学会等名
      JSPS-NTS Bilateral Symposium on Functional Materials Chemistry
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 光で生体分子を操作し観察する新たな細胞解析技術2018

    • 著者名/発表者名
      小澤 岳昌
    • 学会等名
      日本分光学会年次講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] Opto-bioanalysis: Imaging and controlling GPCR activities in living cells.2018

    • 著者名/発表者名
      T. Ozawa
    • 学会等名
      IUBMB
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生細胞内GPCR動態の可視化と制御2018

    • 著者名/発表者名
      小澤 岳昌
    • 学会等名
      生理研研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 光でタンパク質を操作し観察する細胞解析技術―オプトバイオアナリシス―2018

    • 著者名/発表者名
      小澤 岳昌
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
    • 招待講演
  • [学会発表] Imaging and Controlling Protein Activities in Living Cells: Opto-bioanalysis2018

    • 著者名/発表者名
      T. Ozawa
    • 学会等名
      6th UT-UDS Joint Symposium on “Symmetry and Asymmetry in Science
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Imaging and Manipulating Intracellular signals in Single Live Cells with External Light.2018

    • 著者名/発表者名
      T. Ozawa
    • 学会等名
      the 10th International Forum on Post-Genomic Technology (IFPT’10) and the 11th International Workshop on Approaches to Single-Cell Analysis (IWSC’11)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Novel Design of Luminescent Sensors and Optical Switches for Single Cell Analysis.2018

    • 著者名/発表者名
      T. Ozawa
    • 学会等名
      4th International Symposium on Molecular Imaging and Nanomedicine
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Novel Optical Techniques to Explore the Functions of G Protein-coupled Receptors (GPCRs).2018

    • 著者名/発表者名
      T. Ozawa
    • 学会等名
      5th International Conference on Innovative Biology Medicine and Engineering (ICIBME)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Novel design of luminescent sensors and optical switches for cellular analysis-Opto-bioanalysis-2018

    • 著者名/発表者名
      T. Ozawa
    • 学会等名
      Hwasun Optical & Molecular Imaging Workshop and Symposium (HOWS)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Imaging and Manipulating GPCRs in Live Cells with External Light.2018

    • 著者名/発表者名
      T. Ozawa
    • 学会等名
      10th Singapore International Chemistry Conference (SICC10)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Single molecule detection of transient formation and dissociation of GPCR-G protein complex2018

    • 著者名/発表者名
      西口知輝、吉村英哲、小澤岳昌
    • 学会等名
      14th Asian Conference on Analytical Sciences (ASIANALYSIS XIV)
    • 国際学会
  • [学会発表] 近赤外ラマン分光と反応速度論を考慮した多変量スペクトル分解による血液試料の法科学的陳旧度推定2018

    • 著者名/発表者名
      髙村彩里、渡邉大助、島田林太郎、窪田聡、阿久津智子、小澤岳昌
    • 学会等名
      平成30年度日本分光学会年次講演会
  • [学会発表] 生細胞内におけるGPCR活性化状態と多量体形成状態の同時評価法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      西口知輝、吉村英哲、小澤岳昌
    • 学会等名
      第78回分析化学討論会
  • [学会発表] A TECHNOLOGY FOR RNA LABELING IN LIVING CELLS TO MONITOR SINGLE-MOLECULE DYNAMICS UNDER FLUORESCENCE MICROSCOPY2018

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Yoshimura, Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      Focus on Microscopy (FOM) 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Rapid confocal Raman Hyperspectral Imaging by a Mechanical Streak Camera2018

    • 著者名/発表者名
      Rintaro Shimada, Liang-da Chiu, and Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      ICORS(International Conference On Raman Spectroscopy) 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a molecular tool to manipulate membrane proteins trafficking in live cells2018

    • 著者名/発表者名
      Yang Li, Hideaki Yoshimura, Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      Fifth Asian Chemical Biology Conference (ACBC-5)
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional analysis of GPCRs by live-cell single-molecule imaging2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Toyota, Hideaki Yoshimura, Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      RSC Tokyo International Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a molecular tool to manipulate membrane proteins trafficking in live cells2018

    • 著者名/発表者名
      Yang Li, Hideaki Yoshimura, Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      RSC Tokyo International Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] A detection method of GLUT4 exocytosis based on spontaneous split luciferase complementation2018

    • 著者名/発表者名
      Masashi Miyasaki, Genki Kawamura, Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      RSC Tokyo International Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Assay system for individual signaling activity of G-protein coupled receptor using single molecule imaging2018

    • 著者名/発表者名
      西口知輝、吉村英哲、小澤岳昌
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] 分割型ルシフェラーゼの自発的再構成を用いた糖輸送タンパク質GLUT4の細胞膜移行検出法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      宮崎将司、河村玄気、小澤岳昌
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] 生細胞内RNA可視化プローブを用いた機能性RNAの1分子追跡2018

    • 著者名/発表者名
      吉村英哲、山田俊理、島田林太郎、小澤岳昌
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] 細胞内1分子計測によるGタンパク質共役型受容体の機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      豊田宏明、吉村英哲、小澤岳昌
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] 機能解析を志向した生細胞内RNAの1分子標識・動態分析法2018

    • 著者名/発表者名
      吉村英哲、山田俊理、江口正敏、島田林太郎、小澤岳昌
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
  • [学会発表] Gタンパク質共役型受容体の薬剤依存的な活性化状態変化の一分子測定2018

    • 著者名/発表者名
      西口知輝、吉村英哲、小澤岳昌
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
  • [学会発表] メカニカルストリークカメラを用いた顕微ラマン分光系の開発と生細胞への応用2018

    • 著者名/発表者名
      島田 林太郎,邱 亮達, 小澤 岳昌
    • 学会等名
      分光学会生細胞分光部会 合同研究会「Medical Optics & Spectroscopy 2018」
  • [学会発表] Analysis of real-time motion of signal transduction molecule Akt in living cells to reveal its functioning mechanism2018

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Yoshimura, Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会
  • [学会発表] A cell fusion assay based on split luciferase complementation for screening myogenesis-promoting compounds2018

    • 著者名/発表者名
      Qiaojing Li, Hideaki Yoshimura, Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      The Ninth International Forum on Chemistry of Functional Organic Chemicals (IFOC-9)
  • [学会発表] Optogenetics approach for multi-omics analysis of Akt kinase regulated metabolic pathways2018

    • 著者名/発表者名
      Genki Kawamura, Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      The Ninth International Forum on Chemistry of Functional Organic Chemicals (IFOC-9)
  • [学会発表] Live-cell single molecule detection of ligand-induced protein-protein interactions using fluorescence microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Nishiguchi, Hideaki Yoshimura, Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      The Ninth International Forum on Chemistry of Functional Organic Chemicals (IFOC-9)
  • [学会発表] Kinetic Multivariate Deconvolution of Raman Spectra for Forensic Modeling of Blood Aging2018

    • 著者名/発表者名
      Ayari Takamura, Daisuke Watanabe, Rintaro Shimada, Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      The Ninth International Forum on Chemistry of Functional Organic Chemicals (IFOC-9)
  • [学会発表] CREB活性化を検出する生物発光プローブを用いた1細胞イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      野田なつみ、小澤岳昌
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] Circadian clock dependent activation of stress responsive pathways protects cell from ultraviolet irradiation2018

    • 著者名/発表者名
      河村玄気、田丸輝也、高松研、小澤岳昌
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] A single molecule imaging approach to understand signal transduction on the plasma membrane in living cells2018

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Yoshimura
    • 学会等名
      International Symposium on Nano Medicine 2018
  • [学会発表] 分子動態解析による細胞内分子作動機構の解明-生細胞1分子イメージングによるアプローチ-2018

    • 著者名/発表者名
      吉村英哲
    • 学会等名
      第95回創薬科学セミナー
    • 招待講演
  • [図書] 発光イメージング実験ガイド2019

    • 著者名/発表者名
      永井健治,小澤岳昌
    • 総ページ数
      222
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      978-4-7581-2240-5
  • [図書] Optogenetics2018

    • 著者名/発表者名
      Sophie Vriz and Takeaki Ozawa
    • 総ページ数
      225
    • 出版者
      oyal Society of Chemistry
    • ISBN
      978-1-78801-237-9
  • [図書] スクーグ分析化学2018

    • 著者名/発表者名
      小澤岳昌
    • 総ページ数
      414
    • 出版者
      東京化学同人
    • ISBN
      978-4-8079-0870-7
  • [備考] プレス発表

    • URL

      http://www.chem.s.u-tokyo.ac.jp/users/analyt/pickup.html

  • [備考] 受賞関連

    • URL

      http://www.chem.s.u-tokyo.ac.jp/users/analyt/award.html

  • [備考] セミナー(アウトリーチ活動)

    • URL

      http://www.chem.s.u-tokyo.ac.jp/users/analyt/seminar.html

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公開日: 2021-01-27  

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