2005 Fiscal Year Annual Research Report
ミリ秒の高時間分解能を持つ新しい蛍光顕微解析系の開発
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16687006
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| Research Institution | Gakushuin University |
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Principal Investigator |
西坂 崇之 学習院大学, 理学部, 助教授 (40359112)
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| Keywords | 1分子ナノ計測 / バイオイメージング / 蛋白質の構造 / 分子マニピュレーション / 1分子生理学 / 光学顕微鏡 / 分子モーター / F_1-ATPase |
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| Research Abstract |
本研究課題の最終目標は、蛋白質1分子の構造が変化する時の情報を、ミリ秒という高い時間分解能で画像化することである。昨年度の最後に、この実験に用いる装置の基本概念について特許出願を行った。具体的な主な研究の成果としては以下の3点である。
(1)回転分子モーターであるF_1-ATPase1分子を観察し、動作している最中のγ軸の構造変化を高速カメラで検出することに成功した。この構造変化は、さきがけ研究(JST)で独自に開発した新しい手法(特願2005-197049「3次元位置観測方法及び装置」)を用いて捉えており、粒子のz方向の変位も検出できている。
(2)3次元を観測する技術が他の照明方法にも応用が可能であることを示した。従来の暗視野照明では、光の開口数の高い領域は絞りによって遮断されるので、そのままでは3次元顕微鏡に用いることはできない。そこで光学系の中央だけを遮断する新しい暗視野照明を考案し、実験に応用した。
(3)粒子の位置精度を高める目的で、市販のデータ解析アプリケーション(Wavematrix社、Igor)を用いて画像解析を行う方法を検討した。これまでは、8bitにデジタル化されたビデオ信号の輝度の重心により粒子の位置を決定していたが、2次元のガウス関数でフィッティングすることにより、〜10ミリ秒でナノメートルの位置精度を得ることに成功した。
また独自の顕微鏡技術の応用として、異なるテーマを進めている他の研究者と積極的に交流を進めている。特に大阪市立大の宮田真人教授との共同研究は活発であり、光ピンセットや3次元顕微鏡を用い、細胞運動の分野に新しい研究手法を発展させている。
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