【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (70371705)

【キーワード】タンパク質 / １分子観察 / 低温 / 分光 / 構造 (他14件)

【概要】温度1.5 Kに冷却した生体分子の三次元イメージングをするための１分子蛍光顕微鏡を開発した。この顕微鏡の特性をＱdotにより評価した。まず、この顕微鏡は635, 532, 405 nmのどの波長でも色収差なく使用することが可能であった。さらに、その焦点付近の光分布（点像分布関数）は理論値の1.2倍以下であった。これを用いて、２個の分子の位置決定精度（解像度）を見積もったところ、焦平面方向が3 nm...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理学院, 助教 (70371705)

【キーワード】１分子イメージング / １分子観察 / 低温顕微鏡 / 抗原抗体反応 / １分子計測(SMD) (他11件)

【概要】タンパク質は複合体をつくり生理機能を発現している。当該課題の研究目的は、その分子間相互作用を１分子観察できる光イメージング法を確立することにある。このような試みは世界的に見ても誰も成功していない。それは、分子間相互作用を研究するには、解像度1 nmで三次元全ての軸に対する空間情報を取得しなければならないからである。 このような背景から我々は、ナノメートルの分解能のクライオ蛍光顕微鏡の開発に取り組ん...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】松下 道雄 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80260032)

【キーワード】１分子観察 / 一分子計測(SMD) / 一分子観察 / １分子計測(SMD) / 一分子観察(SMD) (他13件)

【概要】我々は、結晶中にある無数のイオン一つ一つをそれぞれ1量子ビットずつに割り当てることで、量子ビットを高度に集積することを目指して、新しい系の探索と観察する光学顕微鏡の独自開発を10年にわたり続けてきた。当該研究では、Pr3+同士の三次元相対位置を決定する場合に、遷移双極子の向きにより、20~30 nmの系統誤差が生じることが分かった。そこで、三次元のすべての軸を高精度に決定することで、この系統誤差を...

【研究テーマ】

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2018-06-29 - 2020-03-31

【研究代表者】松下 道雄 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80260032)

【キーワード】蛍光イメージ / １分子観察 / 一分子観察

【概要】申請者らはOff-Focus結像系を用いたクライオ蛍光顕微鏡によって、色素1分子の三次元位置を<1 nmの標準誤差で決定することに成功した。しかし、Off-Focus系は背景光に弱いため、細胞のような背景光が高い系には不向きであることが分かってきた。そこで、本課題では、高い背景光除去能力を持ちなが ら、ナノメールの精度で三次元位置決定ができるMulti-Focus結像系を開発することを目標と...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (70371705)

【キーワード】タンパク質 / １分子観察 / 低温 / 分光 / 構造 (他14件)

【概要】温度1.5 Kに冷却した生体分子の三次元イメージングをするための１分子蛍光顕微鏡を開発した。この顕微鏡の特性をＱdotにより評価した。まず、この顕微鏡は635, 532, 405 nmのどの波長でも色収差なく使用することが可能であった。さらに、その焦点付近の光分布（点像分布関数）は理論値の1.2倍以下であった。これを用いて、２個の分子の位置決定精度（解像度）を見積もったところ、焦平面方向が3 nm...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (70371705)

【キーワード】タンパク質 / １分子観察 / 低温 / 分光 / 構造 (他14件)

【概要】温度1.5 Kに冷却した生体分子の三次元イメージングをするための１分子蛍光顕微鏡を開発した。この顕微鏡の特性をＱdotにより評価した。まず、この顕微鏡は635, 532, 405 nmのどの波長でも色収差なく使用することが可能であった。さらに、その焦点付近の光分布（点像分布関数）は理論値の1.2倍以下であった。これを用いて、２個の分子の位置決定精度（解像度）を見積もったところ、焦平面方向が3 nm...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理学院, 助教 (70371705)

【キーワード】１分子イメージング / １分子観察 / 低温顕微鏡 / 抗原抗体反応 / １分子計測(SMD) (他11件)

【概要】タンパク質は複合体をつくり生理機能を発現している。当該課題の研究目的は、その分子間相互作用を１分子観察できる光イメージング法を確立することにある。このような試みは世界的に見ても誰も成功していない。それは、分子間相互作用を研究するには、解像度1 nmで三次元全ての軸に対する空間情報を取得しなければならないからである。 このような背景から我々は、ナノメートルの分解能のクライオ蛍光顕微鏡の開発に取り組ん...

【研究テーマ】

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2020-07-30 - 2022-03-31

【研究代表者】松下 道雄 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80260032)

【キーワード】１分子分光 / 光シート顕微鏡 / 蛍光顕微鏡 / クライオ１分子観察 / １分子観察 (他6件)

【概要】我々が開発してきたクライオ蛍光顕微鏡は位置精度を追求してきたため、高視野での観察が困難になっていた。そこで、本課題をおこなうことで、広い視野かつ高速な画像取得法を得ることで、クライオ蛍光顕微鏡の細胞観察への可能性を大きく広げることを目指した。 本研究では、二つのシート励起法を検討した。一つは２個の対物レンズを用いた方法。もう一つは１個の対物レンズを用いた方法である。それぞれを検討した結果、２個の対...

【研究テーマ】

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2019-06-28 - 2021-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理学院, 助教 (70371705)

【キーワード】１分子観察 / 可変浸レンズ / 蛍光顕微鏡 / 三次元イメージング / 生体試料 (他8件)

【概要】高い開口数の対物レンズを用いて、厚みのある生体試料を回折限界の性能を得ようとするのは困難である。当該プロジェクトでは、このようなイメージングを可能にする可変浸レンズシステムを開発した。その結果、大きさ５０ミクロンの乳腺細胞の細胞塊などの厚みのある生体試料を正しく画像化ができることを実験的にしめした。この成果は原著論文として報告済みであり、広く科学者に成果を紹介している。今後は生理条件およびクライオ...

【研究テーマ】

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2020-07-30 - 2022-03-31

【研究代表者】松下 道雄 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80260032)

【キーワード】１分子分光 / 光シート顕微鏡 / 蛍光顕微鏡 / クライオ１分子観察 / １分子観察 (他6件)

【概要】我々が開発してきたクライオ蛍光顕微鏡は位置精度を追求してきたため、高視野での観察が困難になっていた。そこで、本課題をおこなうことで、広い視野かつ高速な画像取得法を得ることで、クライオ蛍光顕微鏡の細胞観察への可能性を大きく広げることを目指した。 本研究では、二つのシート励起法を検討した。一つは２個の対物レンズを用いた方法。もう一つは１個の対物レンズを用いた方法である。それぞれを検討した結果、２個の対...

【研究テーマ】

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2019-06-28 - 2021-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理学院, 助教 (70371705)

【キーワード】１分子観察 / 可変浸レンズ / 蛍光顕微鏡 / 三次元イメージング / 生体試料 (他8件)

【概要】高い開口数の対物レンズを用いて、厚みのある生体試料を回折限界の性能を得ようとするのは困難である。当該プロジェクトでは、このようなイメージングを可能にする可変浸レンズシステムを開発した。その結果、大きさ５０ミクロンの乳腺細胞の細胞塊などの厚みのある生体試料を正しく画像化ができることを実験的にしめした。この成果は原著論文として報告済みであり、広く科学者に成果を紹介している。今後は生理条件およびクライオ...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【研究代表者】野地 博行 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00343111)

【キーワード】1分子生物物理 / ナノバイオ / ATP合成酵素 / 生体エネルギー / マイクロチャンバー (他14件)

【概要】F1-ATPaseの分子機構に関し大きな進展があった。細胞内制御に係わる阻害状態への遷移する機構の解明に加え、加水分解とリン酸解離の角度が異なることを明らかとした。また、ATPのリン酸部部分との相互作用がトルクに直接寄与することを明らかにした。ナノロッドの異方性散乱を用いた超高速1分子計測技術を確立し、F1に加えキネシンの新しい反応中間体を発見することに成功した。また、超微小リアクタを脂質二重膜で...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (70371705)

【キーワード】タンパク質 / １分子観察 / 低温 / 分光 / 構造 (他14件)

【概要】温度1.5 Kに冷却した生体分子の三次元イメージングをするための１分子蛍光顕微鏡を開発した。この顕微鏡の特性をＱdotにより評価した。まず、この顕微鏡は635, 532, 405 nmのどの波長でも色収差なく使用することが可能であった。さらに、その焦点付近の光分布（点像分布関数）は理論値の1.2倍以下であった。これを用いて、２個の分子の位置決定精度（解像度）を見積もったところ、焦平面方向が3 nm...

【研究テーマ】生体関連化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2012

【研究代表者】川井 清彦 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50314422)

【キーワード】DNA / 一分子観測 / 生物有機化学 / 蛍光相関分光 / blinking (他15件)

【概要】様々な蛍光分子を種々の位置に修飾したDNAを化学合成し、蛍光相関分光（FCS）測定により、蛍光分子の発光挙動を1分子レベルで見たときに観測される発光の点滅（＝blinking）において蛍光分子が光っていない時間（＝OFF time）からモレキュラービーコンの1分子レベル観測を試みた。OFF timeは、蛍光分子が溶媒から遮蔽されて、蛍光分子の三重項励起状態と酸素の反応速度が遅くなるほど長くなること...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】松下 道雄 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80260032)

【キーワード】１分子観察 / 一分子計測(SMD) / 一分子観察 / １分子計測(SMD) / 一分子観察(SMD) (他13件)

【概要】我々は、結晶中にある無数のイオン一つ一つをそれぞれ1量子ビットずつに割り当てることで、量子ビットを高度に集積することを目指して、新しい系の探索と観察する光学顕微鏡の独自開発を10年にわたり続けてきた。当該研究では、Pr3+同士の三次元相対位置を決定する場合に、遷移双極子の向きにより、20~30 nmの系統誤差が生じることが分かった。そこで、三次元のすべての軸を高精度に決定することで、この系統誤差を...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (70371705)

【キーワード】タンパク質 / １分子観察 / 低温 / 分光 / 構造 (他14件)

【概要】温度1.5 Kに冷却した生体分子の三次元イメージングをするための１分子蛍光顕微鏡を開発した。この顕微鏡の特性をＱdotにより評価した。まず、この顕微鏡は635, 532, 405 nmのどの波長でも色収差なく使用することが可能であった。さらに、その焦点付近の光分布（点像分布関数）は理論値の1.2倍以下であった。これを用いて、２個の分子の位置決定精度（解像度）を見積もったところ、焦平面方向が3 nm...

【研究テーマ】生体関連化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2012

【研究代表者】川井 清彦 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50314422)

【キーワード】DNA / 一分子観測 / 生物有機化学 / 蛍光相関分光 / blinking (他15件)

【概要】様々な蛍光分子を種々の位置に修飾したDNAを化学合成し、蛍光相関分光（FCS）測定により、蛍光分子の発光挙動を1分子レベルで見たときに観測される発光の点滅（＝blinking）において蛍光分子が光っていない時間（＝OFF time）からモレキュラービーコンの1分子レベル観測を試みた。OFF timeは、蛍光分子が溶媒から遮蔽されて、蛍光分子の三重項励起状態と酸素の反応速度が遅くなるほど長くなること...

【研究テーマ】生体関連化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2012

【研究代表者】川井 清彦 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50314422)

【キーワード】DNA / 一分子観測 / 生物有機化学 / 蛍光相関分光 / blinking (他15件)

【概要】様々な蛍光分子を種々の位置に修飾したDNAを化学合成し、蛍光相関分光（FCS）測定により、蛍光分子の発光挙動を1分子レベルで見たときに観測される発光の点滅（＝blinking）において蛍光分子が光っていない時間（＝OFF time）からモレキュラービーコンの1分子レベル観測を試みた。OFF timeは、蛍光分子が溶媒から遮蔽されて、蛍光分子の三重項励起状態と酸素の反応速度が遅くなるほど長くなること...

【研究テーマ】生体関連化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2012

【研究代表者】川井 清彦 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50314422)

【キーワード】DNA / 一分子観測 / 生物有機化学 / 蛍光相関分光 / blinking (他15件)

【概要】様々な蛍光分子を種々の位置に修飾したDNAを化学合成し、蛍光相関分光（FCS）測定により、蛍光分子の発光挙動を1分子レベルで見たときに観測される発光の点滅（＝blinking）において蛍光分子が光っていない時間（＝OFF time）からモレキュラービーコンの1分子レベル観測を試みた。OFF timeは、蛍光分子が溶媒から遮蔽されて、蛍光分子の三重項励起状態と酸素の反応速度が遅くなるほど長くなること...

【研究テーマ】生体関連化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2012

【研究代表者】川井 清彦 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50314422)

【キーワード】DNA / 一分子観測 / 生物有機化学 / 蛍光相関分光 / blinking (他15件)

【概要】様々な蛍光分子を種々の位置に修飾したDNAを化学合成し、蛍光相関分光（FCS）測定により、蛍光分子の発光挙動を1分子レベルで見たときに観測される発光の点滅（＝blinking）において蛍光分子が光っていない時間（＝OFF time）からモレキュラービーコンの1分子レベル観測を試みた。OFF timeは、蛍光分子が溶媒から遮蔽されて、蛍光分子の三重項励起状態と酸素の反応速度が遅くなるほど長くなること...

【研究テーマ】生体関連化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2012

【研究代表者】川井 清彦 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50314422)

【キーワード】DNA / 一分子観測 / 生物有機化学 / 蛍光相関分光 / blinking (他15件)

【概要】様々な蛍光分子を種々の位置に修飾したDNAを化学合成し、蛍光相関分光（FCS）測定により、蛍光分子の発光挙動を1分子レベルで見たときに観測される発光の点滅（＝blinking）において蛍光分子が光っていない時間（＝OFF time）からモレキュラービーコンの1分子レベル観測を試みた。OFF timeは、蛍光分子が溶媒から遮蔽されて、蛍光分子の三重項励起状態と酸素の反応速度が遅くなるほど長くなること...

【研究テーマ】

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2019-06-28 - 2021-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理学院, 助教 (70371705)

【キーワード】１分子観察 / 可変浸レンズ / 蛍光顕微鏡 / 三次元イメージング / 生体試料 (他8件)

【概要】高い開口数の対物レンズを用いて、厚みのある生体試料を回折限界の性能を得ようとするのは困難である。当該プロジェクトでは、このようなイメージングを可能にする可変浸レンズシステムを開発した。その結果、大きさ５０ミクロンの乳腺細胞の細胞塊などの厚みのある生体試料を正しく画像化ができることを実験的にしめした。この成果は原著論文として報告済みであり、広く科学者に成果を紹介している。今後は生理条件およびクライオ...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【研究代表者】野地 博行 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00343111)

【キーワード】1分子生物物理 / ナノバイオ / ATP合成酵素 / 生体エネルギー / マイクロチャンバー (他14件)

【概要】F1-ATPaseの分子機構に関し大きな進展があった。細胞内制御に係わる阻害状態への遷移する機構の解明に加え、加水分解とリン酸解離の角度が異なることを明らかとした。また、ATPのリン酸部部分との相互作用がトルクに直接寄与することを明らかにした。ナノロッドの異方性散乱を用いた超高速1分子計測技術を確立し、F1に加えキネシンの新しい反応中間体を発見することに成功した。また、超微小リアクタを脂質二重膜で...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【研究代表者】野地 博行 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00343111)

【キーワード】1分子生物物理 / ナノバイオ / ATP合成酵素 / 生体エネルギー / マイクロチャンバー (他14件)

【概要】F1-ATPaseの分子機構に関し大きな進展があった。細胞内制御に係わる阻害状態への遷移する機構の解明に加え、加水分解とリン酸解離の角度が異なることを明らかとした。また、ATPのリン酸部部分との相互作用がトルクに直接寄与することを明らかにした。ナノロッドの異方性散乱を用いた超高速1分子計測技術を確立し、F1に加えキネシンの新しい反応中間体を発見することに成功した。また、超微小リアクタを脂質二重膜で...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【研究代表者】野地 博行 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00343111)

【キーワード】1分子生物物理 / ナノバイオ / ATP合成酵素 / 生体エネルギー / マイクロチャンバー (他14件)

【概要】F1-ATPaseの分子機構に関し大きな進展があった。細胞内制御に係わる阻害状態への遷移する機構の解明に加え、加水分解とリン酸解離の角度が異なることを明らかとした。また、ATPのリン酸部部分との相互作用がトルクに直接寄与することを明らかにした。ナノロッドの異方性散乱を用いた超高速1分子計測技術を確立し、F1に加えキネシンの新しい反応中間体を発見することに成功した。また、超微小リアクタを脂質二重膜で...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【研究代表者】野地 博行 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00343111)

【キーワード】1分子生物物理 / ナノバイオ / ATP合成酵素 / 生体エネルギー / マイクロチャンバー (他14件)

【概要】F1-ATPaseの分子機構に関し大きな進展があった。細胞内制御に係わる阻害状態への遷移する機構の解明に加え、加水分解とリン酸解離の角度が異なることを明らかとした。また、ATPのリン酸部部分との相互作用がトルクに直接寄与することを明らかにした。ナノロッドの異方性散乱を用いた超高速1分子計測技術を確立し、F1に加えキネシンの新しい反応中間体を発見することに成功した。また、超微小リアクタを脂質二重膜で...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31

【研究代表者】金子 哲 琉球大学, 農学部, 教授 (90343821)

【キーワード】ヘミセルロース / 放線菌 / 担子菌 / 一分子観察 / バイオマス分解

【概要】

【研究テーマ】植物生理・分子

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2007

【研究代表者】久堀 徹 東京工業大学, 資源化学研究所, 准教授 (40181094)

【キーワード】チオレドキシン / レドックス調節 / ジスルフィド結合 / タンパク質間相互作用 / シアノバクテリア (他9件)

【概要】1.チオレドキシンと標的タンパク質の相互作用 細胞質型チオレドキシンとその標的酵素候補である細胞質型リンゴ酸脱水素酵素の相互作用を調べ、この酵素が新規のチオレドキシン被調節酵素であることを明らかにした。チオレドキシンと標的タンパク質の相互作用の多様性を明らかにするため、光合成細菌や窒素固定型シアノバクテリアなど、特異な環境に生育する生物についても相互作用相手のタンパク質を網羅的に調べた。また、シア...

【研究テーマ】植物生理・分子

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2007

【研究代表者】久堀 徹 東京工業大学, 資源化学研究所, 准教授 (40181094)

【キーワード】チオレドキシン / レドックス調節 / ジスルフィド結合 / タンパク質間相互作用 / シアノバクテリア (他9件)

【概要】1.チオレドキシンと標的タンパク質の相互作用 細胞質型チオレドキシンとその標的酵素候補である細胞質型リンゴ酸脱水素酵素の相互作用を調べ、この酵素が新規のチオレドキシン被調節酵素であることを明らかにした。チオレドキシンと標的タンパク質の相互作用の多様性を明らかにするため、光合成細菌や窒素固定型シアノバクテリアなど、特異な環境に生育する生物についても相互作用相手のタンパク質を網羅的に調べた。また、シア...

【研究テーマ】植物生理・分子

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2007

【研究代表者】久堀 徹 東京工業大学, 資源化学研究所, 准教授 (40181094)

【キーワード】チオレドキシン / レドックス調節 / ジスルフィド結合 / タンパク質間相互作用 / シアノバクテリア (他9件)

【概要】1.チオレドキシンと標的タンパク質の相互作用 細胞質型チオレドキシンとその標的酵素候補である細胞質型リンゴ酸脱水素酵素の相互作用を調べ、この酵素が新規のチオレドキシン被調節酵素であることを明らかにした。チオレドキシンと標的タンパク質の相互作用の多様性を明らかにするため、光合成細菌や窒素固定型シアノバクテリアなど、特異な環境に生育する生物についても相互作用相手のタンパク質を網羅的に調べた。また、シア...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】松下 道雄 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80260032)

【キーワード】１分子観察 / フラビン / １分子分光 / タンパク質 / 光センサー (他12件)

【概要】生化学反応は複数の生体分子がつくる柔らかく複雑な系である。それにも関わらず、高い選択性で効率よく進む。このような反応には水素結合が関わっており、水素結合がつくるネットワークが、このような特異性を産み出していると考えられる。しかし、その実体はよく分かっていない。研究を困難にしている主な原因は、（１）反応に関わる水素結合以外にも無数の水素結合があるため、重要な働きをする水素結合を特定できず、（２）様々...

【研究テーマ】植物生理・分子

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2007

【研究代表者】久堀 徹 東京工業大学, 資源化学研究所, 准教授 (40181094)

【キーワード】チオレドキシン / レドックス調節 / ジスルフィド結合 / タンパク質間相互作用 / シアノバクテリア (他9件)

【概要】1.チオレドキシンと標的タンパク質の相互作用 細胞質型チオレドキシンとその標的酵素候補である細胞質型リンゴ酸脱水素酵素の相互作用を調べ、この酵素が新規のチオレドキシン被調節酵素であることを明らかにした。チオレドキシンと標的タンパク質の相互作用の多様性を明らかにするため、光合成細菌や窒素固定型シアノバクテリアなど、特異な環境に生育する生物についても相互作用相手のタンパク質を網羅的に調べた。また、シア...

【研究テーマ】植物生理・分子

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2007

【研究代表者】久堀 徹 東京工業大学, 資源化学研究所, 准教授 (40181094)

【キーワード】チオレドキシン / レドックス調節 / ジスルフィド結合 / タンパク質間相互作用 / シアノバクテリア (他9件)

【概要】1.チオレドキシンと標的タンパク質の相互作用 細胞質型チオレドキシンとその標的酵素候補である細胞質型リンゴ酸脱水素酵素の相互作用を調べ、この酵素が新規のチオレドキシン被調節酵素であることを明らかにした。チオレドキシンと標的タンパク質の相互作用の多様性を明らかにするため、光合成細菌や窒素固定型シアノバクテリアなど、特異な環境に生育する生物についても相互作用相手のタンパク質を網羅的に調べた。また、シア...

【研究テーマ】植物生理・分子

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2007

【研究代表者】久堀 徹 東京工業大学, 資源化学研究所, 准教授 (40181094)

【キーワード】チオレドキシン / レドックス調節 / ジスルフィド結合 / タンパク質間相互作用 / シアノバクテリア (他9件)

【概要】1.チオレドキシンと標的タンパク質の相互作用 細胞質型チオレドキシンとその標的酵素候補である細胞質型リンゴ酸脱水素酵素の相互作用を調べ、この酵素が新規のチオレドキシン被調節酵素であることを明らかにした。チオレドキシンと標的タンパク質の相互作用の多様性を明らかにするため、光合成細菌や窒素固定型シアノバクテリアなど、特異な環境に生育する生物についても相互作用相手のタンパク質を網羅的に調べた。また、シア...

【研究テーマ】植物生理・分子

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2007

【研究代表者】久堀 徹 東京工業大学, 資源化学研究所, 准教授 (40181094)

【キーワード】チオレドキシン / レドックス調節 / ジスルフィド結合 / タンパク質間相互作用 / シアノバクテリア (他9件)

【概要】1.チオレドキシンと標的タンパク質の相互作用 細胞質型チオレドキシンとその標的酵素候補である細胞質型リンゴ酸脱水素酵素の相互作用を調べ、この酵素が新規のチオレドキシン被調節酵素であることを明らかにした。チオレドキシンと標的タンパク質の相互作用の多様性を明らかにするため、光合成細菌や窒素固定型シアノバクテリアなど、特異な環境に生育する生物についても相互作用相手のタンパク質を網羅的に調べた。また、シア...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】松下 道雄 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80260032)

【キーワード】１分子観察 / フラビン / １分子分光 / タンパク質 / 光センサー (他12件)

【概要】生化学反応は複数の生体分子がつくる柔らかく複雑な系である。それにも関わらず、高い選択性で効率よく進む。このような反応には水素結合が関わっており、水素結合がつくるネットワークが、このような特異性を産み出していると考えられる。しかし、その実体はよく分かっていない。研究を困難にしている主な原因は、（１）反応に関わる水素結合以外にも無数の水素結合があるため、重要な働きをする水素結合を特定できず、（２）様々...

【研究テーマ】ナノ材料・ナノバイオサイエンス

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2006 - 2007

【研究代表者】谷井 孝至 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (20339708)

【キーワード】一分子観察 / ナノ加工 / 生体分子間相互作用

【概要】従来の一分子蛍光イメージング法では観察不可能であった、大きな解離定数を有する弱い生体分子間相互作用を観察できる次世代のイメージング法を開発することを目的として本研究を推進した。この新手法は、生体分子を固定するスライドガラスに金属のナノ開ロを配列形成し、そのナノ開口内に閉じ込められる近接場をプローブとして一分子同士の相互作用をリアルタイムで可視化する。すなわち、溶液中に浮遊する多数のタンパク質の中の...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【研究代表者】野地 博行 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00343111)

【キーワード】1分子生物物理 / ナノバイオ / ATP合成酵素 / 生体エネルギー / マイクロチャンバー (他14件)

【概要】F1-ATPaseの分子機構に関し大きな進展があった。細胞内制御に係わる阻害状態への遷移する機構の解明に加え、加水分解とリン酸解離の角度が異なることを明らかとした。また、ATPのリン酸部部分との相互作用がトルクに直接寄与することを明らかにした。ナノロッドの異方性散乱を用いた超高速1分子計測技術を確立し、F1に加えキネシンの新しい反応中間体を発見することに成功した。また、超微小リアクタを脂質二重膜で...

【研究テーマ】知能機械学・機械システム

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2002 - 2005

【研究代表者】金 範ジュン (金 範じゅん) 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (60334356)

【キーワード】生体分子モーター / マイクロ・ナノマシ / ナノ加工技術 / MEMS / 生物物理 (他9件)

【概要】本研究において、高感度で生体分子の活性を検出するための新しいマイクロデバイスの開発に成功し、生体分子モーターに関する新しい重要な結果を得ることができた。 【14-15年度】膜タンパクの研究:大きさ約100ミクロン程度の微小孔に、有機溶媒中に溶かした脂質をバッファで挟むことによって製作し、この平面膜を顕微鏡下で観察する実験系を組み上げた。これをマイクロシステム中で応用するために、シリコンで微細な流路...

【研究テーマ】応用物性・結晶工学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2004 - 2005

【研究代表者】佐崎 元 東北大学, 金属材料研究所, 講師 (60261509)

【キーワード】タンパク質 / 結晶成長 / 格子欠陥 / その場観察 / 単位成長ステップ (他9件)

【概要】リゾチーム正方晶系結晶表面上の単位成長ステップ,個々のタンパク質分子,および結晶中の格子欠陥を,新規に作製したレーザー共焦点微分干渉顕微鏡,近接場1分子観察蛍光顕微鏡,および光散乱トモグラフィー顕微鏡を用いてその場観察し,下記の成果を得た. 1.流れの効果:強制流下で結晶表面の成長ステップの挙動をその場観察し,流れが結晶表面への不純物の輸送を促進し,ステップを顕著に束化することを見いだした. 2....

【研究テーマ】応用物性・結晶工学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2004 - 2005

【研究代表者】佐崎 元 東北大学, 金属材料研究所, 講師 (60261509)

【キーワード】タンパク質 / 結晶成長 / 格子欠陥 / その場観察 / 単位成長ステップ (他9件)

【概要】リゾチーム正方晶系結晶表面上の単位成長ステップ,個々のタンパク質分子,および結晶中の格子欠陥を,新規に作製したレーザー共焦点微分干渉顕微鏡,近接場1分子観察蛍光顕微鏡,および光散乱トモグラフィー顕微鏡を用いてその場観察し,下記の成果を得た. 1.流れの効果:強制流下で結晶表面の成長ステップの挙動をその場観察し,流れが結晶表面への不純物の輸送を促進し,ステップを顕著に束化することを見いだした. 2....

【研究テーマ】2019

【研究種目】１分子観察

【研究期間】フラビン

【研究代表者】１分子分光

【キーワード】タンパク質

【概要】近年、クライオ電子線トモグラフィーによる単粒子解析の急速な発展により、精製たんぱく質の原子モデルを得ることが可能になってきた。しかし、細胞の機能を理解するには、細胞外(in vitro)の情報だけでは不十分である。細胞内部では、多種多様なたんぱく質が混在し、相互作 用することで分子ネットワークをつくって機能を発現しているからである。つまり、細胞の機能を理解するには、細胞内部(in vivo)で「生...

【研究テーマ】

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2020-07-30 - 2022-03-31

【研究代表者】松下 道雄 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80260032)

【キーワード】１分子分光 / 光シート顕微鏡 / 蛍光顕微鏡 / クライオ１分子観察 / １分子観察 (他6件)

【概要】我々が開発してきたクライオ蛍光顕微鏡は位置精度を追求してきたため、高視野での観察が困難になっていた。そこで、本課題をおこなうことで、広い視野かつ高速な画像取得法を得ることで、クライオ蛍光顕微鏡の細胞観察への可能性を大きく広げることを目指した。 本研究では、二つのシート励起法を検討した。一つは２個の対物レンズを用いた方法。もう一つは１個の対物レンズを用いた方法である。それぞれを検討した結果、２個の対...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】松下 道雄 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80260032)

【キーワード】１分子観察 / フラビン / １分子分光 / タンパク質 / 光センサー (他12件)

【概要】生化学反応は複数の生体分子がつくる柔らかく複雑な系である。それにも関わらず、高い選択性で効率よく進む。このような反応には水素結合が関わっており、水素結合がつくるネットワークが、このような特異性を産み出していると考えられる。しかし、その実体はよく分かっていない。研究を困難にしている主な原因は、（１）反応に関わる水素結合以外にも無数の水素結合があるため、重要な働きをする水素結合を特定できず、（２）様々...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】松下 道雄 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80260032)

【キーワード】１分子観察 / フラビン / １分子分光 / タンパク質 / 光センサー (他12件)

【概要】生化学反応は複数の生体分子がつくる柔らかく複雑な系である。それにも関わらず、高い選択性で効率よく進む。このような反応には水素結合が関わっており、水素結合がつくるネットワークが、このような特異性を産み出していると考えられる。しかし、その実体はよく分かっていない。研究を困難にしている主な原因は、（１）反応に関わる水素結合以外にも無数の水素結合があるため、重要な働きをする水素結合を特定できず、（２）様々...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】松下 道雄 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80260032)

【キーワード】１分子観察 / フラビン / １分子分光 / タンパク質 / 光センサー (他12件)

【概要】生化学反応は複数の生体分子がつくる柔らかく複雑な系である。それにも関わらず、高い選択性で効率よく進む。このような反応には水素結合が関わっており、水素結合がつくるネットワークが、このような特異性を産み出していると考えられる。しかし、その実体はよく分かっていない。研究を困難にしている主な原因は、（１）反応に関わる水素結合以外にも無数の水素結合があるため、重要な働きをする水素結合を特定できず、（２）様々...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】松下 道雄 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80260032)

【キーワード】１分子観察 / フラビン / １分子分光 / タンパク質 / 光センサー (他12件)

【概要】生化学反応は複数の生体分子がつくる柔らかく複雑な系である。それにも関わらず、高い選択性で効率よく進む。このような反応には水素結合が関わっており、水素結合がつくるネットワークが、このような特異性を産み出していると考えられる。しかし、その実体はよく分かっていない。研究を困難にしている主な原因は、（１）反応に関わる水素結合以外にも無数の水素結合があるため、重要な働きをする水素結合を特定できず、（２）様々...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】松下 道雄 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80260032)

【キーワード】１分子観察 / フラビン / １分子分光 / タンパク質 / 光センサー (他12件)

【概要】生化学反応は複数の生体分子がつくる柔らかく複雑な系である。それにも関わらず、高い選択性で効率よく進む。このような反応には水素結合が関わっており、水素結合がつくるネットワークが、このような特異性を産み出していると考えられる。しかし、その実体はよく分かっていない。研究を困難にしている主な原因は、（１）反応に関わる水素結合以外にも無数の水素結合があるため、重要な働きをする水素結合を特定できず、（２）様々...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2021-04-01 - 2025-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理学院, 助教 (70371705)

【キーワード】１分子観察 / 細胞核 / 分子間相互作用 / １分子 / ラミン (他10件)

【概要】近年、クライオ電子線トモグラフィーによる単粒子解析の急速な発展により、精製たんぱく質の原子モデルを得ることが可能になってきた。しかし、細胞の機能を理解するには、細胞外(in vitro)の情報だけでは不十分である。細胞内部では、多種多様なたんぱく質が混在し、相互作 用することで分子ネットワークをつくって機能を発現しているからである。つまり、細胞の機能を理解するには、細胞内部(in vivo)で「生...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2021-04-01 - 2025-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理学院, 助教 (70371705)

【キーワード】１分子観察 / 細胞核 / 分子間相互作用 / １分子 / ラミン (他10件)

【概要】近年、クライオ電子線トモグラフィーによる単粒子解析の急速な発展により、精製たんぱく質の原子モデルを得ることが可能になってきた。しかし、細胞の機能を理解するには、細胞外(in vitro)の情報だけでは不十分である。細胞内部では、多種多様なたんぱく質が混在し、相互作 用することで分子ネットワークをつくって機能を発現しているからである。つまり、細胞の機能を理解するには、細胞内部(in vivo)で「生...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2021-04-01 - 2025-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理学院, 助教 (70371705)

【キーワード】１分子観察 / 細胞核 / 分子間相互作用 / １分子 / ラミン (他10件)

【概要】近年、クライオ電子線トモグラフィーによる単粒子解析の急速な発展により、精製たんぱく質の原子モデルを得ることが可能になってきた。しかし、細胞の機能を理解するには、細胞外(in vitro)の情報だけでは不十分である。細胞内部では、多種多様なたんぱく質が混在し、相互作 用することで分子ネットワークをつくって機能を発現しているからである。つまり、細胞の機能を理解するには、細胞内部(in vivo)で「生...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】松下 道雄 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80260032)

【キーワード】１分子観察 / 一分子計測(SMD) / 一分子観察 / １分子計測(SMD) / 一分子観察(SMD) (他13件)

【概要】我々は、結晶中にある無数のイオン一つ一つをそれぞれ1量子ビットずつに割り当てることで、量子ビットを高度に集積することを目指して、新しい系の探索と観察する光学顕微鏡の独自開発を10年にわたり続けてきた。当該研究では、Pr3+同士の三次元相対位置を決定する場合に、遷移双極子の向きにより、20~30 nmの系統誤差が生じることが分かった。そこで、三次元のすべての軸を高精度に決定することで、この系統誤差を...

【研究テーマ】応用物性・結晶工学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2004 - 2005

【研究代表者】佐崎 元 東北大学, 金属材料研究所, 講師 (60261509)

【キーワード】タンパク質 / 結晶成長 / 格子欠陥 / その場観察 / 単位成長ステップ (他9件)

【概要】リゾチーム正方晶系結晶表面上の単位成長ステップ,個々のタンパク質分子,および結晶中の格子欠陥を,新規に作製したレーザー共焦点微分干渉顕微鏡,近接場1分子観察蛍光顕微鏡,および光散乱トモグラフィー顕微鏡を用いてその場観察し,下記の成果を得た. 1.流れの効果:強制流下で結晶表面の成長ステップの挙動をその場観察し,流れが結晶表面への不純物の輸送を促進し,ステップを顕著に束化することを見いだした. 2....

【研究テーマ】知能機械学・機械システム

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2002 - 2005

【研究代表者】金 範ジュン (金 範じゅん) 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (60334356)

【キーワード】生体分子モーター / マイクロ・ナノマシ / ナノ加工技術 / MEMS / 生物物理 (他9件)

【概要】本研究において、高感度で生体分子の活性を検出するための新しいマイクロデバイスの開発に成功し、生体分子モーターに関する新しい重要な結果を得ることができた。 【14-15年度】膜タンパクの研究:大きさ約100ミクロン程度の微小孔に、有機溶媒中に溶かした脂質をバッファで挟むことによって製作し、この平面膜を顕微鏡下で観察する実験系を組み上げた。これをマイクロシステム中で応用するために、シリコンで微細な流路...

【研究テーマ】知能機械学・機械システム

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2002 - 2005

【研究代表者】金 範ジュン (金 範じゅん) 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (60334356)

【キーワード】生体分子モーター / マイクロ・ナノマシ / ナノ加工技術 / MEMS / 生物物理 (他9件)

【概要】本研究において、高感度で生体分子の活性を検出するための新しいマイクロデバイスの開発に成功し、生体分子モーターに関する新しい重要な結果を得ることができた。 【14-15年度】膜タンパクの研究:大きさ約100ミクロン程度の微小孔に、有機溶媒中に溶かした脂質をバッファで挟むことによって製作し、この平面膜を顕微鏡下で観察する実験系を組み上げた。これをマイクロシステム中で応用するために、シリコンで微細な流路...

【研究テーマ】知能機械学・機械システム

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2002 - 2005

【研究代表者】金 範ジュン (金 範じゅん) 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (60334356)

【キーワード】生体分子モーター / マイクロ・ナノマシ / ナノ加工技術 / MEMS / 生物物理 (他9件)

【概要】本研究において、高感度で生体分子の活性を検出するための新しいマイクロデバイスの開発に成功し、生体分子モーターに関する新しい重要な結果を得ることができた。 【14-15年度】膜タンパクの研究:大きさ約100ミクロン程度の微小孔に、有機溶媒中に溶かした脂質をバッファで挟むことによって製作し、この平面膜を顕微鏡下で観察する実験系を組み上げた。これをマイクロシステム中で応用するために、シリコンで微細な流路...

【研究テーマ】知能機械学・機械システム

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2002 - 2005

【研究代表者】金 範ジュン (金 範じゅん) 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (60334356)

【キーワード】生体分子モーター / マイクロ・ナノマシ / ナノ加工技術 / MEMS / 生物物理 (他9件)

【概要】本研究において、高感度で生体分子の活性を検出するための新しいマイクロデバイスの開発に成功し、生体分子モーターに関する新しい重要な結果を得ることができた。 【14-15年度】膜タンパクの研究:大きさ約100ミクロン程度の微小孔に、有機溶媒中に溶かした脂質をバッファで挟むことによって製作し、この平面膜を顕微鏡下で観察する実験系を組み上げた。これをマイクロシステム中で応用するために、シリコンで微細な流路...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】松下 道雄 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80260032)

【キーワード】１分子観察 / 一分子計測(SMD) / 一分子観察 / １分子計測(SMD) / 一分子観察(SMD) (他13件)

【概要】我々は、結晶中にある無数のイオン一つ一つをそれぞれ1量子ビットずつに割り当てることで、量子ビットを高度に集積することを目指して、新しい系の探索と観察する光学顕微鏡の独自開発を10年にわたり続けてきた。当該研究では、Pr3+同士の三次元相対位置を決定する場合に、遷移双極子の向きにより、20~30 nmの系統誤差が生じることが分かった。そこで、三次元のすべての軸を高精度に決定することで、この系統誤差を...

【研究テーマ】

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2019-06-28 - 2021-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理学院, 助教 (70371705)

【キーワード】１分子観察 / 可変浸レンズ / 蛍光顕微鏡 / 三次元イメージング / 生体試料 (他8件)

【概要】高い開口数の対物レンズを用いて、厚みのある生体試料を回折限界の性能を得ようとするのは困難である。当該プロジェクトでは、このようなイメージングを可能にする可変浸レンズシステムを開発した。その結果、大きさ５０ミクロンの乳腺細胞の細胞塊などの厚みのある生体試料を正しく画像化ができることを実験的にしめした。この成果は原著論文として報告済みであり、広く科学者に成果を紹介している。今後は生理条件およびクライオ...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理学院, 助教 (70371705)

【キーワード】１分子イメージング / １分子観察 / 低温顕微鏡 / 抗原抗体反応 / １分子計測(SMD) (他11件)

【概要】タンパク質は複合体をつくり生理機能を発現している。当該課題の研究目的は、その分子間相互作用を１分子観察できる光イメージング法を確立することにある。このような試みは世界的に見ても誰も成功していない。それは、分子間相互作用を研究するには、解像度1 nmで三次元全ての軸に対する空間情報を取得しなければならないからである。 このような背景から我々は、ナノメートルの分解能のクライオ蛍光顕微鏡の開発に取り組ん...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【研究代表者】野地 博行 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00343111)

【キーワード】1分子生物物理 / ナノバイオ / ATP合成酵素 / 生体エネルギー / マイクロチャンバー (他14件)

【概要】F1-ATPaseの分子機構に関し大きな進展があった。細胞内制御に係わる阻害状態への遷移する機構の解明に加え、加水分解とリン酸解離の角度が異なることを明らかとした。また、ATPのリン酸部部分との相互作用がトルクに直接寄与することを明らかにした。ナノロッドの異方性散乱を用いた超高速1分子計測技術を確立し、F1に加えキネシンの新しい反応中間体を発見することに成功した。また、超微小リアクタを脂質二重膜で...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (70371705)

【キーワード】タンパク質 / １分子観察 / 低温 / 分光 / 構造 (他14件)

【概要】温度1.5 Kに冷却した生体分子の三次元イメージングをするための１分子蛍光顕微鏡を開発した。この顕微鏡の特性をＱdotにより評価した。まず、この顕微鏡は635, 532, 405 nmのどの波長でも色収差なく使用することが可能であった。さらに、その焦点付近の光分布（点像分布関数）は理論値の1.2倍以下であった。これを用いて、２個の分子の位置決定精度（解像度）を見積もったところ、焦平面方向が3 nm...

【研究テーマ】応用物性・結晶工学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2004 - 2005

【研究代表者】佐崎 元 東北大学, 金属材料研究所, 講師 (60261509)

【キーワード】タンパク質 / 結晶成長 / 格子欠陥 / その場観察 / 単位成長ステップ (他9件)

【概要】リゾチーム正方晶系結晶表面上の単位成長ステップ,個々のタンパク質分子,および結晶中の格子欠陥を,新規に作製したレーザー共焦点微分干渉顕微鏡,近接場1分子観察蛍光顕微鏡,および光散乱トモグラフィー顕微鏡を用いてその場観察し,下記の成果を得た. 1.流れの効果:強制流下で結晶表面の成長ステップの挙動をその場観察し,流れが結晶表面への不純物の輸送を促進し,ステップを顕著に束化することを見いだした. 2....

【研究テーマ】ナノ材料・ナノバイオサイエンス

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2006 - 2007

【研究代表者】谷井 孝至 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (20339708)

【キーワード】一分子観察 / ナノ加工 / 生体分子間相互作用

【概要】従来の一分子蛍光イメージング法では観察不可能であった、大きな解離定数を有する弱い生体分子間相互作用を観察できる次世代のイメージング法を開発することを目的として本研究を推進した。この新手法は、生体分子を固定するスライドガラスに金属のナノ開ロを配列形成し、そのナノ開口内に閉じ込められる近接場をプローブとして一分子同士の相互作用をリアルタイムで可視化する。すなわち、溶液中に浮遊する多数のタンパク質の中の...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (70371705)

【キーワード】タンパク質 / １分子観察 / 低温 / 分光 / 構造 (他14件)

【概要】温度1.5 Kに冷却した生体分子の三次元イメージングをするための１分子蛍光顕微鏡を開発した。この顕微鏡の特性をＱdotにより評価した。まず、この顕微鏡は635, 532, 405 nmのどの波長でも色収差なく使用することが可能であった。さらに、その焦点付近の光分布（点像分布関数）は理論値の1.2倍以下であった。これを用いて、２個の分子の位置決定精度（解像度）を見積もったところ、焦平面方向が3 nm...

【研究テーマ】

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2019-06-28 - 2021-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理学院, 助教 (70371705)

【キーワード】１分子観察 / 可変浸レンズ / 蛍光顕微鏡 / 三次元イメージング / 生体試料 (他8件)

【概要】高い開口数の対物レンズを用いて、厚みのある生体試料を回折限界の性能を得ようとするのは困難である。当該プロジェクトでは、このようなイメージングを可能にする可変浸レンズシステムを開発した。その結果、大きさ５０ミクロンの乳腺細胞の細胞塊などの厚みのある生体試料を正しく画像化ができることを実験的にしめした。この成果は原著論文として報告済みであり、広く科学者に成果を紹介している。今後は生理条件およびクライオ...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】松下 道雄 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80260032)

【キーワード】１分子観察 / フラビン / １分子分光 / タンパク質 / 光センサー (他12件)

【概要】生化学反応は複数の生体分子がつくる柔らかく複雑な系である。それにも関わらず、高い選択性で効率よく進む。このような反応には水素結合が関わっており、水素結合がつくるネットワークが、このような特異性を産み出していると考えられる。しかし、その実体はよく分かっていない。研究を困難にしている主な原因は、（１）反応に関わる水素結合以外にも無数の水素結合があるため、重要な働きをする水素結合を特定できず、（２）様々...

【研究テーマ】応用物性・結晶工学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2004 - 2005

【研究代表者】佐崎 元 東北大学, 金属材料研究所, 講師 (60261509)

【キーワード】タンパク質 / 結晶成長 / 格子欠陥 / その場観察 / 単位成長ステップ (他9件)

【概要】リゾチーム正方晶系結晶表面上の単位成長ステップ,個々のタンパク質分子,および結晶中の格子欠陥を,新規に作製したレーザー共焦点微分干渉顕微鏡,近接場1分子観察蛍光顕微鏡,および光散乱トモグラフィー顕微鏡を用いてその場観察し,下記の成果を得た. 1.流れの効果:強制流下で結晶表面の成長ステップの挙動をその場観察し,流れが結晶表面への不純物の輸送を促進し,ステップを顕著に束化することを見いだした. 2....

【研究テーマ】知能機械学・機械システム

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2002 - 2005

【研究代表者】金 範ジュン (金 範じゅん) 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (60334356)

【キーワード】生体分子モーター / マイクロ・ナノマシ / ナノ加工技術 / MEMS / 生物物理 (他9件)

【概要】本研究において、高感度で生体分子の活性を検出するための新しいマイクロデバイスの開発に成功し、生体分子モーターに関する新しい重要な結果を得ることができた。 【14-15年度】膜タンパクの研究:大きさ約100ミクロン程度の微小孔に、有機溶媒中に溶かした脂質をバッファで挟むことによって製作し、この平面膜を顕微鏡下で観察する実験系を組み上げた。これをマイクロシステム中で応用するために、シリコンで微細な流路...

【研究テーマ】応用物性・結晶工学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2004 - 2005

【研究代表者】佐崎 元 東北大学, 金属材料研究所, 講師 (60261509)

【キーワード】タンパク質 / 結晶成長 / 格子欠陥 / その場観察 / 単位成長ステップ (他9件)

【概要】リゾチーム正方晶系結晶表面上の単位成長ステップ,個々のタンパク質分子,および結晶中の格子欠陥を,新規に作製したレーザー共焦点微分干渉顕微鏡,近接場1分子観察蛍光顕微鏡,および光散乱トモグラフィー顕微鏡を用いてその場観察し,下記の成果を得た. 1.流れの効果:強制流下で結晶表面の成長ステップの挙動をその場観察し,流れが結晶表面への不純物の輸送を促進し,ステップを顕著に束化することを見いだした. 2....

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理学院, 助教 (70371705)

【キーワード】１分子イメージング / １分子観察 / 低温顕微鏡 / 抗原抗体反応 / １分子計測(SMD) (他11件)

【概要】タンパク質は複合体をつくり生理機能を発現している。当該課題の研究目的は、その分子間相互作用を１分子観察できる光イメージング法を確立することにある。このような試みは世界的に見ても誰も成功していない。それは、分子間相互作用を研究するには、解像度1 nmで三次元全ての軸に対する空間情報を取得しなければならないからである。 このような背景から我々は、ナノメートルの分解能のクライオ蛍光顕微鏡の開発に取り組ん...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】松下 道雄 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80260032)

【キーワード】１分子観察 / 一分子計測(SMD) / 一分子観察 / １分子計測(SMD) / 一分子観察(SMD) (他13件)

【概要】我々は、結晶中にある無数のイオン一つ一つをそれぞれ1量子ビットずつに割り当てることで、量子ビットを高度に集積することを目指して、新しい系の探索と観察する光学顕微鏡の独自開発を10年にわたり続けてきた。当該研究では、Pr3+同士の三次元相対位置を決定する場合に、遷移双極子の向きにより、20~30 nmの系統誤差が生じることが分かった。そこで、三次元のすべての軸を高精度に決定することで、この系統誤差を...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【研究代表者】野地 博行 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00343111)

【キーワード】1分子生物物理 / ナノバイオ / ATP合成酵素 / 生体エネルギー / マイクロチャンバー (他14件)

【概要】F1-ATPaseの分子機構に関し大きな進展があった。細胞内制御に係わる阻害状態への遷移する機構の解明に加え、加水分解とリン酸解離の角度が異なることを明らかとした。また、ATPのリン酸部部分との相互作用がトルクに直接寄与することを明らかにした。ナノロッドの異方性散乱を用いた超高速1分子計測技術を確立し、F1に加えキネシンの新しい反応中間体を発見することに成功した。また、超微小リアクタを脂質二重膜で...

【研究テーマ】応用物性・結晶工学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2004 - 2005

【研究代表者】佐崎 元 東北大学, 金属材料研究所, 講師 (60261509)

【キーワード】タンパク質 / 結晶成長 / 格子欠陥 / その場観察 / 単位成長ステップ (他9件)

【概要】リゾチーム正方晶系結晶表面上の単位成長ステップ,個々のタンパク質分子,および結晶中の格子欠陥を,新規に作製したレーザー共焦点微分干渉顕微鏡,近接場1分子観察蛍光顕微鏡,および光散乱トモグラフィー顕微鏡を用いてその場観察し,下記の成果を得た. 1.流れの効果:強制流下で結晶表面の成長ステップの挙動をその場観察し,流れが結晶表面への不純物の輸送を促進し,ステップを顕著に束化することを見いだした. 2....

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】松下 道雄 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80260032)

【キーワード】１分子観察 / フラビン / １分子分光 / タンパク質 / 光センサー (他12件)

【概要】生化学反応は複数の生体分子がつくる柔らかく複雑な系である。それにも関わらず、高い選択性で効率よく進む。このような反応には水素結合が関わっており、水素結合がつくるネットワークが、このような特異性を産み出していると考えられる。しかし、その実体はよく分かっていない。研究を困難にしている主な原因は、（１）反応に関わる水素結合以外にも無数の水素結合があるため、重要な働きをする水素結合を特定できず、（２）様々...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2021-04-01 - 2025-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理学院, 助教 (70371705)

【キーワード】１分子観察 / 細胞核 / 分子間相互作用 / １分子 / ラミン (他10件)

【概要】近年、クライオ電子線トモグラフィーによる単粒子解析の急速な発展により、精製たんぱく質の原子モデルを得ることが可能になってきた。しかし、細胞の機能を理解するには、細胞外(in vitro)の情報だけでは不十分である。細胞内部では、多種多様なたんぱく質が混在し、相互作 用することで分子ネットワークをつくって機能を発現しているからである。つまり、細胞の機能を理解するには、細胞内部(in vivo)で「生...

【研究テーマ】生体関連化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2012

【研究代表者】川井 清彦 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50314422)

【キーワード】DNA / 一分子観測 / 生物有機化学 / 蛍光相関分光 / blinking (他15件)

【概要】様々な蛍光分子を種々の位置に修飾したDNAを化学合成し、蛍光相関分光（FCS）測定により、蛍光分子の発光挙動を1分子レベルで見たときに観測される発光の点滅（＝blinking）において蛍光分子が光っていない時間（＝OFF time）からモレキュラービーコンの1分子レベル観測を試みた。OFF timeは、蛍光分子が溶媒から遮蔽されて、蛍光分子の三重項励起状態と酸素の反応速度が遅くなるほど長くなること...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (70371705)

【キーワード】タンパク質 / １分子観察 / 低温 / 分光 / 構造 (他14件)

【概要】温度1.5 Kに冷却した生体分子の三次元イメージングをするための１分子蛍光顕微鏡を開発した。この顕微鏡の特性をＱdotにより評価した。まず、この顕微鏡は635, 532, 405 nmのどの波長でも色収差なく使用することが可能であった。さらに、その焦点付近の光分布（点像分布関数）は理論値の1.2倍以下であった。これを用いて、２個の分子の位置決定精度（解像度）を見積もったところ、焦平面方向が3 nm...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31

【研究代表者】金子 哲 琉球大学, 農学部, 教授 (90343821)

【キーワード】ヘミセルロース / 放線菌 / 担子菌 / 一分子観察 / バイオマス分解

【概要】

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31

【研究代表者】金子 哲 琉球大学, 農学部, 教授 (90343821)

【キーワード】ヘミセルロース / 放線菌 / 担子菌 / 一分子観察 / バイオマス分解

【概要】

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31

【研究代表者】金子 哲 琉球大学, 農学部, 教授 (90343821)

【キーワード】ヘミセルロース / 放線菌 / 担子菌 / 一分子観察 / バイオマス分解

【概要】

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【研究代表者】野地 博行 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00343111)

【キーワード】1分子生物物理 / ナノバイオ / ATP合成酵素 / 生体エネルギー / マイクロチャンバー (他14件)

【概要】F1-ATPaseの分子機構に関し大きな進展があった。細胞内制御に係わる阻害状態への遷移する機構の解明に加え、加水分解とリン酸解離の角度が異なることを明らかとした。また、ATPのリン酸部部分との相互作用がトルクに直接寄与することを明らかにした。ナノロッドの異方性散乱を用いた超高速1分子計測技術を確立し、F1に加えキネシンの新しい反応中間体を発見することに成功した。また、超微小リアクタを脂質二重膜で...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【研究代表者】野地 博行 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00343111)

【キーワード】1分子生物物理 / ナノバイオ / ATP合成酵素 / 生体エネルギー / マイクロチャンバー (他14件)

【概要】F1-ATPaseの分子機構に関し大きな進展があった。細胞内制御に係わる阻害状態への遷移する機構の解明に加え、加水分解とリン酸解離の角度が異なることを明らかとした。また、ATPのリン酸部部分との相互作用がトルクに直接寄与することを明らかにした。ナノロッドの異方性散乱を用いた超高速1分子計測技術を確立し、F1に加えキネシンの新しい反応中間体を発見することに成功した。また、超微小リアクタを脂質二重膜で...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2021-04-01 - 2025-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理学院, 助教 (70371705)

【キーワード】１分子観察 / 細胞核 / 分子間相互作用 / １分子 / ラミン (他10件)

【概要】近年、クライオ電子線トモグラフィーによる単粒子解析の急速な発展により、精製たんぱく質の原子モデルを得ることが可能になってきた。しかし、細胞の機能を理解するには、細胞外(in vitro)の情報だけでは不十分である。細胞内部では、多種多様なたんぱく質が混在し、相互作 用することで分子ネットワークをつくって機能を発現しているからである。つまり、細胞の機能を理解するには、細胞内部(in vivo)で「生...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【研究代表者】野地 博行 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00343111)

【キーワード】1分子生物物理 / ナノバイオ / ATP合成酵素 / 生体エネルギー / マイクロチャンバー (他14件)

【概要】F1-ATPaseの分子機構に関し大きな進展があった。細胞内制御に係わる阻害状態への遷移する機構の解明に加え、加水分解とリン酸解離の角度が異なることを明らかとした。また、ATPのリン酸部部分との相互作用がトルクに直接寄与することを明らかにした。ナノロッドの異方性散乱を用いた超高速1分子計測技術を確立し、F1に加えキネシンの新しい反応中間体を発見することに成功した。また、超微小リアクタを脂質二重膜で...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理学院, 助教 (70371705)

【キーワード】１分子イメージング / １分子観察 / 低温顕微鏡 / 抗原抗体反応 / １分子計測(SMD) (他11件)

【概要】タンパク質は複合体をつくり生理機能を発現している。当該課題の研究目的は、その分子間相互作用を１分子観察できる光イメージング法を確立することにある。このような試みは世界的に見ても誰も成功していない。それは、分子間相互作用を研究するには、解像度1 nmで三次元全ての軸に対する空間情報を取得しなければならないからである。 このような背景から我々は、ナノメートルの分解能のクライオ蛍光顕微鏡の開発に取り組ん...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】松下 道雄 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80260032)

【キーワード】１分子観察 / 一分子計測(SMD) / 一分子観察 / １分子計測(SMD) / 一分子観察(SMD) (他13件)

【概要】我々は、結晶中にある無数のイオン一つ一つをそれぞれ1量子ビットずつに割り当てることで、量子ビットを高度に集積することを目指して、新しい系の探索と観察する光学顕微鏡の独自開発を10年にわたり続けてきた。当該研究では、Pr3+同士の三次元相対位置を決定する場合に、遷移双極子の向きにより、20~30 nmの系統誤差が生じることが分かった。そこで、三次元のすべての軸を高精度に決定することで、この系統誤差を...

【研究テーマ】知能機械学・機械システム

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2002 - 2005

【研究代表者】金 範ジュン (金 範じゅん) 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (60334356)

【キーワード】生体分子モーター / マイクロ・ナノマシ / ナノ加工技術 / MEMS / 生物物理 (他9件)

【概要】本研究において、高感度で生体分子の活性を検出するための新しいマイクロデバイスの開発に成功し、生体分子モーターに関する新しい重要な結果を得ることができた。 【14-15年度】膜タンパクの研究:大きさ約100ミクロン程度の微小孔に、有機溶媒中に溶かした脂質をバッファで挟むことによって製作し、この平面膜を顕微鏡下で観察する実験系を組み上げた。これをマイクロシステム中で応用するために、シリコンで微細な流路...

【研究テーマ】生体関連化学

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【研究代表者】吉村 英哲 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (90464205)

【キーワード】RNA / イメージング / 1分子観察 / テロメア

【概要】本研究では、生細胞内においてテロメアRNA（telomere repeat-containing RNA: TERRA）の1分子可視化蛍光プローブを開発し、TERRAの機能解明を行なった。全反射蛍光顕微鏡を用いてTERRAとテロメアの生細胞内分布を解析し、テロメアから1～2μm離れた領域にTERRAが集積することを明らかにした。さらに、hnRNPA1とTERRA、テロメアの同時観察を行い、hnRN...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (70371705)

【キーワード】タンパク質 / １分子観察 / 低温 / 分光 / 構造 (他14件)

【概要】温度1.5 Kに冷却した生体分子の三次元イメージングをするための１分子蛍光顕微鏡を開発した。この顕微鏡の特性をＱdotにより評価した。まず、この顕微鏡は635, 532, 405 nmのどの波長でも色収差なく使用することが可能であった。さらに、その焦点付近の光分布（点像分布関数）は理論値の1.2倍以下であった。これを用いて、２個の分子の位置決定精度（解像度）を見積もったところ、焦平面方向が3 nm...

【研究テーマ】生体関連化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2012

【研究代表者】川井 清彦 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50314422)

【キーワード】DNA / 一分子観測 / 生物有機化学 / 蛍光相関分光 / blinking (他15件)

【概要】様々な蛍光分子を種々の位置に修飾したDNAを化学合成し、蛍光相関分光（FCS）測定により、蛍光分子の発光挙動を1分子レベルで見たときに観測される発光の点滅（＝blinking）において蛍光分子が光っていない時間（＝OFF time）からモレキュラービーコンの1分子レベル観測を試みた。OFF timeは、蛍光分子が溶媒から遮蔽されて、蛍光分子の三重項励起状態と酸素の反応速度が遅くなるほど長くなること...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2021-04-01 - 2025-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理学院, 助教 (70371705)

【キーワード】１分子観察 / 細胞核 / 分子間相互作用 / １分子 / ラミン (他10件)

【概要】近年、クライオ電子線トモグラフィーによる単粒子解析の急速な発展により、精製たんぱく質の原子モデルを得ることが可能になってきた。しかし、細胞の機能を理解するには、細胞外(in vitro)の情報だけでは不十分である。細胞内部では、多種多様なたんぱく質が混在し、相互作 用することで分子ネットワークをつくって機能を発現しているからである。つまり、細胞の機能を理解するには、細胞内部(in vivo)で「生...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】松下 道雄 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80260032)

【キーワード】１分子観察 / フラビン / １分子分光 / タンパク質 / 光センサー (他12件)

【概要】生化学反応は複数の生体分子がつくる柔らかく複雑な系である。それにも関わらず、高い選択性で効率よく進む。このような反応には水素結合が関わっており、水素結合がつくるネットワークが、このような特異性を産み出していると考えられる。しかし、その実体はよく分かっていない。研究を困難にしている主な原因は、（１）反応に関わる水素結合以外にも無数の水素結合があるため、重要な働きをする水素結合を特定できず、（２）様々...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理学院, 助教 (70371705)

【キーワード】１分子イメージング / １分子観察 / 低温顕微鏡 / 抗原抗体反応 / １分子計測(SMD) (他11件)

【概要】タンパク質は複合体をつくり生理機能を発現している。当該課題の研究目的は、その分子間相互作用を１分子観察できる光イメージング法を確立することにある。このような試みは世界的に見ても誰も成功していない。それは、分子間相互作用を研究するには、解像度1 nmで三次元全ての軸に対する空間情報を取得しなければならないからである。 このような背景から我々は、ナノメートルの分解能のクライオ蛍光顕微鏡の開発に取り組ん...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理学院, 助教 (70371705)

【キーワード】１分子イメージング / １分子観察 / 低温顕微鏡 / 抗原抗体反応 / １分子計測(SMD) (他11件)

【概要】タンパク質は複合体をつくり生理機能を発現している。当該課題の研究目的は、その分子間相互作用を１分子観察できる光イメージング法を確立することにある。このような試みは世界的に見ても誰も成功していない。それは、分子間相互作用を研究するには、解像度1 nmで三次元全ての軸に対する空間情報を取得しなければならないからである。 このような背景から我々は、ナノメートルの分解能のクライオ蛍光顕微鏡の開発に取り組ん...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】松下 道雄 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80260032)

【キーワード】１分子観察 / 一分子計測(SMD) / 一分子観察 / １分子計測(SMD) / 一分子観察(SMD) (他13件)

【概要】我々は、結晶中にある無数のイオン一つ一つをそれぞれ1量子ビットずつに割り当てることで、量子ビットを高度に集積することを目指して、新しい系の探索と観察する光学顕微鏡の独自開発を10年にわたり続けてきた。当該研究では、Pr3+同士の三次元相対位置を決定する場合に、遷移双極子の向きにより、20~30 nmの系統誤差が生じることが分かった。そこで、三次元のすべての軸を高精度に決定することで、この系統誤差を...

【研究テーマ】生体関連化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2012

【研究代表者】川井 清彦 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50314422)

【キーワード】DNA / 一分子観測 / 生物有機化学 / 蛍光相関分光 / blinking (他15件)

【概要】様々な蛍光分子を種々の位置に修飾したDNAを化学合成し、蛍光相関分光（FCS）測定により、蛍光分子の発光挙動を1分子レベルで見たときに観測される発光の点滅（＝blinking）において蛍光分子が光っていない時間（＝OFF time）からモレキュラービーコンの1分子レベル観測を試みた。OFF timeは、蛍光分子が溶媒から遮蔽されて、蛍光分子の三重項励起状態と酸素の反応速度が遅くなるほど長くなること...

【研究テーマ】

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2020-07-30 - 2022-03-31

【研究代表者】松下 道雄 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80260032)

【キーワード】１分子分光 / 光シート顕微鏡 / 蛍光顕微鏡 / クライオ１分子観察 / １分子観察 (他6件)

【概要】我々が開発してきたクライオ蛍光顕微鏡は位置精度を追求してきたため、高視野での観察が困難になっていた。そこで、本課題をおこなうことで、広い視野かつ高速な画像取得法を得ることで、クライオ蛍光顕微鏡の細胞観察への可能性を大きく広げることを目指した。 本研究では、二つのシート励起法を検討した。一つは２個の対物レンズを用いた方法。もう一つは１個の対物レンズを用いた方法である。それぞれを検討した結果、２個の対...

【研究テーマ】

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2019-06-28 - 2021-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理学院, 助教 (70371705)

【キーワード】１分子観察 / 可変浸レンズ / 蛍光顕微鏡 / 三次元イメージング / 生体試料 (他8件)

【概要】高い開口数の対物レンズを用いて、厚みのある生体試料を回折限界の性能を得ようとするのは困難である。当該プロジェクトでは、このようなイメージングを可能にする可変浸レンズシステムを開発した。その結果、大きさ５０ミクロンの乳腺細胞の細胞塊などの厚みのある生体試料を正しく画像化ができることを実験的にしめした。この成果は原著論文として報告済みであり、広く科学者に成果を紹介している。今後は生理条件およびクライオ...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2021-04-01 - 2025-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理学院, 助教 (70371705)

【キーワード】１分子観察 / 細胞核 / 分子間相互作用 / １分子 / ラミン (他10件)

【概要】近年、クライオ電子線トモグラフィーによる単粒子解析の急速な発展により、精製たんぱく質の原子モデルを得ることが可能になってきた。しかし、細胞の機能を理解するには、細胞外(in vitro)の情報だけでは不十分である。細胞内部では、多種多様なたんぱく質が混在し、相互作 用することで分子ネットワークをつくって機能を発現しているからである。つまり、細胞の機能を理解するには、細胞内部(in vivo)で「生...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2021-04-01 - 2025-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理学院, 助教 (70371705)

【キーワード】１分子観察 / 細胞核 / 分子間相互作用 / １分子 / ラミン (他10件)

【概要】近年、クライオ電子線トモグラフィーによる単粒子解析の急速な発展により、精製たんぱく質の原子モデルを得ることが可能になってきた。しかし、細胞の機能を理解するには、細胞外(in vitro)の情報だけでは不十分である。細胞内部では、多種多様なたんぱく質が混在し、相互作 用することで分子ネットワークをつくって機能を発現しているからである。つまり、細胞の機能を理解するには、細胞内部(in vivo)で「生...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】松下 道雄 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80260032)

【キーワード】１分子観察 / フラビン / １分子分光 / タンパク質 / 光センサー (他12件)

【概要】生化学反応は複数の生体分子がつくる柔らかく複雑な系である。それにも関わらず、高い選択性で効率よく進む。このような反応には水素結合が関わっており、水素結合がつくるネットワークが、このような特異性を産み出していると考えられる。しかし、その実体はよく分かっていない。研究を困難にしている主な原因は、（１）反応に関わる水素結合以外にも無数の水素結合があるため、重要な働きをする水素結合を特定できず、（２）様々...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (70371705)

【キーワード】タンパク質 / １分子観察 / 低温 / 分光 / 構造 (他14件)

【概要】温度1.5 Kに冷却した生体分子の三次元イメージングをするための１分子蛍光顕微鏡を開発した。この顕微鏡の特性をＱdotにより評価した。まず、この顕微鏡は635, 532, 405 nmのどの波長でも色収差なく使用することが可能であった。さらに、その焦点付近の光分布（点像分布関数）は理論値の1.2倍以下であった。これを用いて、２個の分子の位置決定精度（解像度）を見積もったところ、焦平面方向が3 nm...

【研究テーマ】応用物性・結晶工学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2004 - 2005

【研究代表者】佐崎 元 東北大学, 金属材料研究所, 講師 (60261509)

【キーワード】タンパク質 / 結晶成長 / 格子欠陥 / その場観察 / 単位成長ステップ (他9件)

【概要】リゾチーム正方晶系結晶表面上の単位成長ステップ,個々のタンパク質分子,および結晶中の格子欠陥を,新規に作製したレーザー共焦点微分干渉顕微鏡,近接場1分子観察蛍光顕微鏡,および光散乱トモグラフィー顕微鏡を用いてその場観察し,下記の成果を得た. 1.流れの効果:強制流下で結晶表面の成長ステップの挙動をその場観察し,流れが結晶表面への不純物の輸送を促進し,ステップを顕著に束化することを見いだした. 2....

【研究テーマ】生体関連化学

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【研究代表者】吉村 英哲 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (90464205)

【キーワード】RNA / イメージング / 1分子観察 / テロメア

【概要】本研究では、生細胞内においてテロメアRNA（telomere repeat-containing RNA: TERRA）の1分子可視化蛍光プローブを開発し、TERRAの機能解明を行なった。全反射蛍光顕微鏡を用いてTERRAとテロメアの生細胞内分布を解析し、テロメアから1～2μm離れた領域にTERRAが集積することを明らかにした。さらに、hnRNPA1とTERRA、テロメアの同時観察を行い、hnRN...

【研究テーマ】生体関連化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2012

【研究代表者】川井 清彦 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50314422)

【キーワード】DNA / 一分子観測 / 生物有機化学 / 蛍光相関分光 / blinking (他15件)

【概要】様々な蛍光分子を種々の位置に修飾したDNAを化学合成し、蛍光相関分光（FCS）測定により、蛍光分子の発光挙動を1分子レベルで見たときに観測される発光の点滅（＝blinking）において蛍光分子が光っていない時間（＝OFF time）からモレキュラービーコンの1分子レベル観測を試みた。OFF timeは、蛍光分子が溶媒から遮蔽されて、蛍光分子の三重項励起状態と酸素の反応速度が遅くなるほど長くなること...

【研究テーマ】生体関連化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2012

【研究代表者】川井 清彦 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50314422)

【キーワード】DNA / 一分子観測 / 生物有機化学 / 蛍光相関分光 / blinking (他15件)

【概要】様々な蛍光分子を種々の位置に修飾したDNAを化学合成し、蛍光相関分光（FCS）測定により、蛍光分子の発光挙動を1分子レベルで見たときに観測される発光の点滅（＝blinking）において蛍光分子が光っていない時間（＝OFF time）からモレキュラービーコンの1分子レベル観測を試みた。OFF timeは、蛍光分子が溶媒から遮蔽されて、蛍光分子の三重項励起状態と酸素の反応速度が遅くなるほど長くなること...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理学院, 助教 (70371705)

【キーワード】１分子イメージング / １分子観察 / 低温顕微鏡 / 抗原抗体反応 / １分子計測(SMD) (他11件)

【概要】タンパク質は複合体をつくり生理機能を発現している。当該課題の研究目的は、その分子間相互作用を１分子観察できる光イメージング法を確立することにある。このような試みは世界的に見ても誰も成功していない。それは、分子間相互作用を研究するには、解像度1 nmで三次元全ての軸に対する空間情報を取得しなければならないからである。 このような背景から我々は、ナノメートルの分解能のクライオ蛍光顕微鏡の開発に取り組ん...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】松下 道雄 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80260032)

【キーワード】１分子観察 / 一分子計測(SMD) / 一分子観察 / １分子計測(SMD) / 一分子観察(SMD) (他13件)

【概要】我々は、結晶中にある無数のイオン一つ一つをそれぞれ1量子ビットずつに割り当てることで、量子ビットを高度に集積することを目指して、新しい系の探索と観察する光学顕微鏡の独自開発を10年にわたり続けてきた。当該研究では、Pr3+同士の三次元相対位置を決定する場合に、遷移双極子の向きにより、20~30 nmの系統誤差が生じることが分かった。そこで、三次元のすべての軸を高精度に決定することで、この系統誤差を...

【研究テーマ】生体関連化学

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【研究代表者】吉村 英哲 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (90464205)

【キーワード】RNA / イメージング / 1分子観察 / テロメア

【概要】本研究では、生細胞内においてテロメアRNA（telomere repeat-containing RNA: TERRA）の1分子可視化蛍光プローブを開発し、TERRAの機能解明を行なった。全反射蛍光顕微鏡を用いてTERRAとテロメアの生細胞内分布を解析し、テロメアから1～2μm離れた領域にTERRAが集積することを明らかにした。さらに、hnRNPA1とTERRA、テロメアの同時観察を行い、hnRN...

【研究テーマ】生体関連化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2012

【研究代表者】川井 清彦 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50314422)

【キーワード】DNA / 一分子観測 / 生物有機化学 / 蛍光相関分光 / blinking (他15件)

【概要】様々な蛍光分子を種々の位置に修飾したDNAを化学合成し、蛍光相関分光（FCS）測定により、蛍光分子の発光挙動を1分子レベルで見たときに観測される発光の点滅（＝blinking）において蛍光分子が光っていない時間（＝OFF time）からモレキュラービーコンの1分子レベル観測を試みた。OFF timeは、蛍光分子が溶媒から遮蔽されて、蛍光分子の三重項励起状態と酸素の反応速度が遅くなるほど長くなること...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】藤芳 暁 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (70371705)

【キーワード】タンパク質 / １分子観察 / 低温 / 分光 / 構造 (他14件)

【概要】温度1.5 Kに冷却した生体分子の三次元イメージングをするための１分子蛍光顕微鏡を開発した。この顕微鏡の特性をＱdotにより評価した。まず、この顕微鏡は635, 532, 405 nmのどの波長でも色収差なく使用することが可能であった。さらに、その焦点付近の光分布（点像分布関数）は理論値の1.2倍以下であった。これを用いて、２個の分子の位置決定精度（解像度）を見積もったところ、焦平面方向が3 nm...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【研究代表者】野地 博行 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00343111)

【キーワード】1分子生物物理 / ナノバイオ / ATP合成酵素 / 生体エネルギー / マイクロチャンバー (他14件)

【概要】F1-ATPaseの分子機構に関し大きな進展があった。細胞内制御に係わる阻害状態への遷移する機構の解明に加え、加水分解とリン酸解離の角度が異なることを明らかとした。また、ATPのリン酸部部分との相互作用がトルクに直接寄与することを明らかにした。ナノロッドの異方性散乱を用いた超高速1分子計測技術を確立し、F1に加えキネシンの新しい反応中間体を発見することに成功した。また、超微小リアクタを脂質二重膜で...

【研究テーマ】生体関連化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2012

【研究代表者】川井 清彦 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50314422)

【キーワード】DNA / 一分子観測 / 生物有機化学 / 蛍光相関分光 / blinking (他15件)

【概要】様々な蛍光分子を種々の位置に修飾したDNAを化学合成し、蛍光相関分光（FCS）測定により、蛍光分子の発光挙動を1分子レベルで見たときに観測される発光の点滅（＝blinking）において蛍光分子が光っていない時間（＝OFF time）からモレキュラービーコンの1分子レベル観測を試みた。OFF timeは、蛍光分子が溶媒から遮蔽されて、蛍光分子の三重項励起状態と酸素の反応速度が遅くなるほど長くなること...