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2015 年度 実績報告書

高速AFMによる膜タンパク質の機能動態観察のための中空平面膜基板の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26600052
研究機関金沢大学

研究代表者

内橋 貴之  金沢大学, 数物科学系, 教授 (30326300)

研究分担者 飯野 亮太  大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 教授 (70403003)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード1分子イメージング・ナノ計測 / 高速原子間力顕微鏡 / 膜タンパク質
研究実績の概要

昨年度に引き続き、電子ビーム(EB)リソグラフィー及び収束イオンビーム(FIB)を用いてナノ開口パターンの形成を試みるとともに、膜タンパク質が埋め込まれた脂質膜のナノ開口上への展開と高速AFM観察を行った。また、短時間で多数のナノ開口を作製するために、マイクロビーズとポリマーを用いたナノ開口作製法も検討した。FIBにより直径100nm程度の開口をシリコン基板に再現性よく製作することができ、そこにバクテリオロドプシン2次元結晶が埋め込まれた紫膜の展開を行った。基板全面とはいかなかったが、一部の開口上に紫膜が吸着し、開口直上でもバクテリオロドプシンの2次元結晶を観察できることを確認した。一方、FIBを用いてアレイ状にナノ開口を多数形成するためにはに長時間を要するするために、より簡便に多数の開口を作製する方法の検討も行った。直径100nmのガラスビーズをガラス基板に散布し、その上にPDMSを塗布して、ガラスビーズを鋳型としてPDMS表面にナノ開口を多数形成できることを確認した。また、PDMSに形成した開口でも紫膜が吸着し、高速AFMで2次元結晶を観察することができた。今後、作製したナノ開口にイオンチャネルKcsA等を再構成した脂質膜を展開することで、脂質膜内外のイオン濃度を制御した状態でのタンパク質機能動態の観察に適用していく。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 7件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Functional extension of high-speed atomic force microscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Uchihashi, Hiroki Watanabe, Shingo Fukuda, Mikihiro Shibata and Toshio Ando
    • 雑誌名

      Ultramicroscopy

      巻: 160 ページ: 182-196

    • DOI

      10.1016/j.ultramic.2015.10.017

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Potential pre-pore trimer formation by the Bacillus thuringiensis mosquito-specific toxin: Molecular insights into a critical prerequisite of membrane-bound monomers2015

    • 著者名/発表者名
      Wilaiwan Sriwimol, Aratee Aroonkesorn, Somsri Sakdee, Chalermpol Kanchanawarin, Takayuki Uchihashi, Toshio Ando and Chanan Angsuthanasombat
    • 雑誌名

      The Journal of Biological Chemistry

      巻: 290 ページ: 20793-20803

    • DOI

      10.1074/jbc.M114.627554

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Method of mechanical holding of cantilever chip for tip-scan high-speed atomic force microscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Shingo Fukuda, Takayuki Uchihashi, Toshio Ando
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 86 ページ: 063703

    • DOI

      10.1063/1.4922381

    • 査読あり
  • [学会発表] 高速原子間力顕微鏡で探る生体分子の機能ダイナミクス2016

    • 著者名/発表者名
      内橋貴之
    • 学会等名
      表面科学技術研究会2016 生きている固体と界面 ~走査型プローブ顕微鏡で探る~
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2016-01-21
    • 招待講演
  • [学会発表] 高速原子間力顕微鏡で可視化する生体分子の構造ダイナミクス2015

    • 著者名/発表者名
      内橋貴之
    • 学会等名
      2015年度日本物理学会北陸支部定例学術講演会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2015-11-28
    • 招待講演
  • [学会発表] 高速原子間力顕微鏡で可視化するタンパク質の機能動態2015

    • 著者名/発表者名
      内橋貴之
    • 学会等名
      第8回北陸合同バイオシンポジウム
    • 発表場所
      山中温泉、石川
    • 年月日
      2015-10-30
    • 招待講演
  • [学会発表] Direct Visualization of Single Molecule Dynamics at Work with High-Speed Atomic Force Microscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Uchihashi
    • 学会等名
      The 15th KIAS Conference on Protein Structure and Function
    • 発表場所
      ソウル、韓国
    • 年月日
      2015-09-17 – 2015-09-19
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Single-molecule manipulation and control of protein conformational dynamics using high-speed AFM2015

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Uchihashi
    • 学会等名
      KAKENHI International Symposium on “Studying the Function of Soft Molecular Systems”
    • 発表場所
      未来科学館、台場
    • 年月日
      2015-07-09 – 2015-07-11
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High-speed atomic force microscopy: A new tool for studying protein dynamics at work2015

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Uchihashi
    • 学会等名
      IMS Asian International Symposium “Supramolecular Dynamics at the Interface of Chemistry and Biology”
    • 発表場所
      岡崎統合バイオ
    • 年月日
      2015-06-12 – 2015-06-13
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高速原子間力顕微鏡で可視化する分子動態と細胞運動2015

    • 著者名/発表者名
      内橋貴之
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第71回学術講演会
    • 発表場所
      京都国際会議場
    • 年月日
      2015-05-15
    • 招待講演
  • [図書] “光と生命の辞典” 第5章 「光による生命現象の計測」177節 高速原子間力顕微鏡2016

    • 著者名/発表者名
      内橋貴之
    • 総ページ数
      486
    • 出版者
      朝倉書店

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公開日: 2017-01-06  

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