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細胞に関するサイレントキーワードイメージンクが含まれる科研費採択研究12件

細胞に関するサイレントキーワードイメージンクが含まれる科研費採択研究 12件

単一細胞の超解像酸素分圧イメージング
【研究領域課題番号】19K12762 (KAKENデータベースで見る）
【研究キーワード】

超解像 / 酸素分圧 / イメージング / 代謝 / バイオイメージング / シングルセル / 空間分解能 / 細胞
【研究成果の概要】

回折限界を超える空間分解能で生細胞内の酸素濃度情報を可視化する手法の確立を目的とした．ガウシアンビームを分岐して一方で中空ビームを生成し，それぞれで対象を2次元走査し，得られた画像の差分を取ることで超解像を得た．まず，差分過程における輝度情報損失が少なく，高い空間分解能を得るための光学条件を決定し，実測実験からおよそ100 nmの分解能を達成した．さらに酸素分圧の定量に必要なリン光寿命を高速決定するアルゴリズムを適用した．以上より，提案法は簡便かつ高速に生細胞の超解像蛍光画像を得る手法として有効であることを示した．
【研究の社会的意義】

肺で取り込まれた分子状酸素は血管から抹消組織に拡散によって移動し，細胞内のミトコンドリアで消費されてエネルギー産生に利用される．その細胞内の局所空間における酸素濃度情報がどのように生理機能や病態に関わるのか大変興味深いが，測定技術の欠落から未解明のままである．この研究では細胞内の酸素濃度情報を光学的に取得するための方法を提案し，数値シミュレーションと実測実験から有効性を実証した．
【研究代表者】

塚田孝祐慶應義塾大学理工学部(矢上) 教授 (Kakenデータベース)
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分担者】
毛利聡川崎医科大学医学部教授 (Kakenデータベース)

高機能化ペプチド足場材料を利用した細胞の三次元培養と細胞外環境イメージング
【研究領域課題番号】18K05351 (KAKENデータベースで見る）
【研究キーワード】

ペプチド / 自己組織化 / ヒドロゲル / 細胞 / 三次元培養 / イメージング / pH / 細胞培養
【研究成果の概要】

人工的にデザインしたペプチド性足場材料を用いて細胞を三次元的に培養し、培養空間における細胞外環境をリアルタイムにイメージングするための手法を新たに開発した。細胞の三次元培養のために生理活性配列RGDSを導入した自己組織化ペプチドと、弱酸性環境で発蛍光性となる蛍光pHプローブRhoB-Aibを導入した自己組織化ペプチドを併用したペプチドゲル内で乳がん細胞MCF7を三次元的に培養することができた。また、培養日数の経過に伴って増殖したMCF7細胞外のRhoB-Aibの蛍光強度が増大し、がん細胞外が弱酸性環境になる過程をリアルタイムに可視化することに成功した。
【研究の社会的意義】

本研究は三次元的な細胞培養材料と蛍光イメージングプローブを駆使して、これまでに対象とされていなかった細胞外・細胞間の「空間」を新たなイメージング対象とする革新的な研究である。本研究は、がん細胞の悪性化の一因と考えられている細胞外酸性環境を蛍光によりリアルタイムにイメージングした最初の研究であり、がん疾患のメカニズム解明に貢献することが期待され、学術的に意義のある研究である。また、腫瘍に特有の微小環境を標的とした新しい創薬にも応用できると考えられ、社会的にも有意義な研究である。
【研究代表者】

堤浩東京工業大学生命理工学院准教授 (Kakenデータベース)
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

細胞内温度計測技術を基盤とする細胞レベルの生命機能および病態化の解析
【研究分野】分析化学
【研究領域課題番号】17H03075 (KAKENデータベースで見る）
【研究キーワード】

蛍光 / 細胞 / 温度 / 分析 / イメージング
【研究成果の概要】

世界初となるカチオン性ラジカル重合開始剤を合成し、これを用いて無毒性のナノゲル状カチオン性蛍光性温度センサーを合成した。これにより、細胞分裂を含む長時間の細胞内温度計測が可能となった。また、開発した蛍光性温度センサーを利用して褐色脂肪細胞の分化の程度と熱産生能の関係を解明したほか、その熱産生にチャネルタンパク質であるパネキシン1が寄与していることも明らかにした。
【研究の社会的意義】

研究代表者は、世界で初めて蛍光性温度センサーを用いて、生きた細胞の温度計測を行った本分野の先駆者である。本課題の成果は、細胞内温度計測における蛍光性温度センサーの有用性を確固たるものにした他、生物学的・医学的にも興味を持たれている褐色脂肪細胞の熱産生メカニズムに迫ったものである。本成果を通じて、生物学や医学において細胞内温度計測技術が非常に有効であることを示すと同時に、幅広い分野の研究者に本法の重要性を伝えることができた。
【研究代表者】

内山聖一東京大学大学院薬学系研究科(薬学部) 助教 (Kakenデータベース)
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31
【配分額】17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)

脳細胞カルシウムシグナルの空間的分離とデコーディング
【研究分野】生物物理学
【研究領域課題番号】16K07316 (KAKENデータベースで見る）
【研究キーワード】

カルシウムイメージング / カルシウムシグナル / 細胞 / アストロサイト / カルシウムチャネル / 新規カルシウムセンサー / 高感度 / 高解像度 / カルシウム / 神経細胞 / グリア細胞 / イメージング / プローブ開発 / マルチカラーイメージング / AMPA受容体 / 遺伝子コード型カルシウムセンサー / 神経 / シナプス可塑性
【研究成果の概要】

生物はCa2+を伝達物質として用いて、多様な生理機能の誘導を可能にしている。しかし、Ca2+がどのように多様な情報をエンコードしているかについては、未解明の点が多い。我々は、「local Ca2+センサー」を作成し、従来法では判別できなかったCa2+シグナルの由来を特定し、Ca2+シグナルの多様性を記述するためのlocal Ca2+センサーを開発した。このlocal Ca2+センサーを利用して脳の制御を担うグリア細胞アストロサイトの自発的Ca2+シグナルを解析し、海馬アストロサイトのCa2+恒常性を維持するメカニズムを明らかにした。
【研究代表者】

坂内博子早稲田大学理工学術院教授 (Kakenデータベース)
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31
【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)

生細胞内RNA動態の包括的可視化分析技術の創発
【研究分野】分析化学
【研究領域課題番号】16H04162 (KAKENデータベースで見る）
【研究キーワード】

RNA / 1分子計測(SMD) / ナノバイオ / イメージング / 細胞 / 蛍光プローブ / バイオイメージング / １分子計測(SMD)
【研究成果の概要】

本研究では独自開発したRNA標識技術mPUMテクノロジーを用いて、生細胞内RNAを1分子レベルから1細胞レベル、短時間の動態から長時間の可視化解析までを実現する分子ツール群の開発を目指した。1分子レベル・短時間の動態観察では二分割緑色蛍光タンパク質を用いたプローブを作製し、テロメア反復配列含有RNA(TERRA)と染色体テロメア領域、テロメア関連タンパク質の同時1分子追跡を実現し、未知の機能モデル構築に至った。1細胞レベル・長時間RNA可視化検出プローブとしては、二分割発光タンパク質を用いたプローブを開発した。本プローブを用いて1細胞解像度で数10分間のβアクチンmRNA可視化検出を実現した。
【研究の社会的意義】

近年様々な細胞生理機能について、RNAの動態や局在の直接関与が知られている。一方生細胞内RNAの動態・局在の可視化解析法は極めて限られていた。また、RNAは遺伝子発現の一次産物であり、生細胞内RNAの可視化定量法開発はすなわち非破壊的な遺伝子発現解析法の創出と言える。本研究では独自に構築したmPUMテクノロジーを用いて、1分子解像度での生細胞内RNA動態解析から、数10分間にわたる1細胞解像度RNA可視化定量法を構築した。すなわち本研究の成果により、生細胞内のRNA機能について1分子単位・秒単位の現象から細胞ごとに特徴が現れる長時間の遺伝子発現までを可視化解析する分析技術群の構築が実現した。
【研究代表者】

吉村英哲東京大学大学院理学系研究科(理学部) 助教 (Kakenデータベース)
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【配分額】18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)

ペプチドゲルを足場とした細胞三次元培養と細胞外pH環境の蛍光イメージング法の確立
【研究分野】ケミカルバイオロジー
【研究領域課題番号】15K16559 (KAKENデータベースで見る）
【研究キーワード】

ペプチド / 自己組織化 / ヒドロゲル / 細胞 / 三次元培養 / イメージング
【研究成果の概要】

両親媒性に設計した自己組織化ペプチドu(FFiK)2がβ-シート構造を形成してナノファイバーへと自己組織化し、中性条件下で透明なヒドロゲルを形成することを明らかにした。またu(FFiK)2は細胞培養に用いる培地でもヒドロゲルを形成でき、HeLa細胞およびHEK293細胞をゲル内に分散させることに成功した。次に、シート状に成型したu(FFiK)2ゲル上で、HEK293細胞、HeLa細胞、HepG2細胞、MCF7細胞、HT-29細胞などさまざまな細胞が培養可能であることを明らかにした。また、ファイバー状に成型したペプチドゲル上でHEK293細胞およびHeLa細胞を立体的に培養できることを見出した。
【研究代表者】

堤浩東京工業大学生命理工学院准教授 (Kakenデータベース)
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31
【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

メモリー型蛍光プローブの創製
【研究分野】分析化学
【研究領域課題番号】15K13720 (KAKENデータベースで見る）
【研究キーワード】

環状核酸 / 蛍光 / メモリ / 細胞 / モデル小動物 / イメージング / タンパク質 / 神経細胞
【研究成果の概要】

生体イオンや生体分子の濃度変動に対して忠実に蛍光シグナルを変化させるタイプの従来の蛍光プローブは、当該イオン・分子の細胞内動態の解明に大きく貢献してきた。しかし、特に生体（in vivo）での蛍光イメージングにおいては、その“忠実な応答性”が技術的に大きな制約を与えることがある。本研究では、従来の忠実応答型の蛍光プローブとは一線を画する全く新しいタイプの“メモリー型蛍光プローブ”を創製し、当該蛍光プローブが環状核酸に応答して大きく蛍光シグナルを生起することを示した。
【研究代表者】

佐藤守俊東京大学大学院総合文化研究科准教授 (Kakenデータベース)
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31
【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

超解像イメージングを革新する蛍光プローブの創製
【研究分野】生体関連化学
【研究領域課題番号】15H03833 (KAKENデータベースで見る）
【研究キーワード】

蛍光 / イメージング / 細胞 / 超高解像度 / タンパク質
【研究成果の概要】

本研究ではライブセル超解像イメージングの実現に向けて，今までにない全く新しいタイプの蛍光プローブの開発研究を行なった．青色光受容体のプロテインエンジニアリングに基づいて開発して蛍光プローブについて，実際にライブセル超解像イメージングにおける有用性を実証することができた．本研究によりライブセル超解像イメージングという新しい世界が実現し，様々な生命現象を極めて高い空間分解能で観察できるようになるだろう．
【研究代表者】

佐藤守俊東京大学大学院総合文化研究科教授 (Kakenデータベース)
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31
【配分額】17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)

活性酸素種の革新的イメージング技術の開発
【研究分野】分析化学
【研究領域課題番号】25620106 (KAKENデータベースで見る）
【研究キーワード】

活性酸素種 / 生物発光 / 生物発光タンパク質 / 細胞 / イメージング / プローブ / ルシフェラーゼ / 分泌
【研究成果の概要】

活性酸素種は，ガンや糖尿病，心血管疾患（心筋梗塞，脳卒中，脳梗塞，動脈硬化）など，すべての疾患のうち約90パーセントにも及ぶ疾患の原因になっていることが知られている．本研究では活性酸素種の細胞内動態を可視化する新しい分子プローブを開発した．本研究での技術開発により，様々な疾患に関係する活性酸素種の動態を簡便かつ正確に計測できるようになったインパクトは非常に大きい．
【研究代表者】

佐藤守俊東京大学総合文化研究科准教授 (Kakenデータベース)
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2013-04-01 - 2015-03-31
【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

高速バイオＡＦＭが拓く新構造生物学

【研究分野】生物物理学

【研究領域課題番号】24227005 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

走査プローブ顕微鏡 / 1分子計測・操作 / バイオイメージング / タンパク質 / 細胞 / ダイナミクス / AFM / 走査型イオン伝導顕微鏡 / 構造生物 / １分子計測・操作 / 1分子計測 / 生物物理 / ナノバイオ / 生体分子 / 原子間力顕微鏡 / 高速AFM / イメージング / 細胞内オルガネラ / 機能動態

【研究成果の概要】

三つの課題に取り組んだ。課題1では、既に確立した高速AFMを利用して多様な蛋白質系で起こる動的プロセスを観察し、機能メカニズムに迫るとともに、従来技術では困難な天然変性蛋白質の構造解析が高速AFMで可能であることを実証した。課題2では、振動を起こさずに広域を高速走査する技術やイメージング中に試料を操作可能なインターラクティブ高速AFMを開発し、その有効性を実証した。また、カンチレバー走査方式の高速AFMと蛍光顕微鏡との複合機を開発し、蛍光像と高速AFM像の同時取得を実現した。課題3では、非接触観察可能な走査型イオン伝導顕微鏡の高速化に向け要素技術を開発し、約100倍の高速化に成功した。

【研究代表者】

安藤敏夫金沢大学バイオAFM先端研究センター特任教授 (Kakenデータベース)

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2012-05-31 - 2017-03-31

【配分額】215,540千円 (直接経費: 165,800千円、間接経費: 49,740千円)

【研究連携者】
内橋貴之	金沢大学	数物科学系	教授	(Kakenデータベース)
福森義宏	金沢大学	自然システム系	教授	(Kakenデータベース)
福間剛士	金沢大学	電子情報学系	教授	(Kakenデータベース)
古寺哲幸	金沢大学	理工研究域バイオAFM先端研究センター	准教授	(Kakenデータベース)
紺野宏記	金沢大学	理工研究域バイオAFM先端研究センター	准教授	(Kakenデータベース)
ウオングリチャード	金沢大学	新学術創成研究機構	教授	(Kakenデータベース)
村上聡	東京工業大学	生命理工学研究科	教授	(Kakenデータベース)
小椋光	熊本大学	発生医学研究所	教授	(Kakenデータベース)
豊島陽子	東京大学	総合文化研究科	教授	(Kakenデータベース)
神取秀樹	名古屋工業大学	工学研究科	教授	(Kakenデータベース)

細胞内分子過程の超解像イメージングを実現する蛍光プローブ
【研究分野】生体関連化学
【研究領域課題番号】24685027 (KAKENデータベースで見る）
【研究キーワード】

蛍光 / 超解像 / プローブ / 細胞 / イメージング / 蛍光タンパク質 / タンパク質間相互作用 / 回折限界
【研究成果の概要】

本研究では，超高解像度でのタンパク質間相互作用の蛍光イメージングを実現するために，タンパク質間の相互作用が生起した時に初めて光活性化特性が出現する新しいタイプの蛍光プローブの開発研究を行った．さらに，生きた細胞で長時間の超解像イメージングを実現するために，青色光受容体のプロテインエンジニアリングや新しい近赤外蛍光タンパク質の探索研究を行った．
【研究代表者】

佐藤守俊東京大学総合文化研究科准教授 (Kakenデータベース)
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31
【配分額】25,610千円 (直接経費: 19,700千円、間接経費: 5,910千円)

生体内での細胞挙動を可視化する分子プローブ
【研究分野】生体関連化学
【研究領域課題番号】23655152 (KAKENデータベースで見る）
【研究キーワード】

生体機能関連化学 / 生物発光 / 細胞 / 生体 / イメージング / プローブ / ルシフェラーゼ / ガン細胞 / 転移 / 可視化 / エネルギー移動 / 蛍光
【研究成果の概要】

本研究では,海洋生物である橈脚類(ガウシア・プリンセプス)由来のルシフェラーゼを出発物質として,超高輝度の変異体を論理的に開発した.ガウシアルシフェラーゼの酵素活性中心を推定し,部位特異的アミノ酸変異導入を行った.開発した変異体の中には,オリジナルのガウシアルシフェラーゼに比べて,10倍程度高輝度化した変異体や,スペクトルが33nm長波長化した変異体が含まれ,これらはバイオアッセイにおいて非常に有用なツールを提供する.この変異体の有用性は,BALB/cヌードマウスにおいて,当該ルシフェラーゼ変異体を発現するマウスB16メラノーマ細胞の肺への変異を高感度に可視化できたことでも明らかである.
【研究代表者】

佐藤守俊東京大学大学院・総合文化研究科准教授 (Kakenデータベース)
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2011 - 2012
【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

【研究分担者】
毛利聡	川崎医科大学	医学部	教授	(Kakenデータベース)