1分子イメージングのための高圧力蛍光顕微鏡の開発

单分子成像高压荧光显微镜的研制

基本信息

批准号：
18655004
负责人：
木村佳文
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、タンパク質に圧力をかけることで引き起こされる構造変化や機能変調の1分子計測を可能にする顕微観測システムを開発することにある。これまでの研究により、タンパク質間の分子間力は、数千気圧程度の圧力により変調をきたすことが知られている。平成19年度は、タンパク質間相互作用の変調を可能とする2000気圧程度の耐圧性能を保持しながら、高解像度の顕微観測を可能とする高圧セルの開発に取り組んだ。汎用性の高い実験系とするために、市販の光学顕微鏡を用いて実験できることが条件となる。そこで、高圧セルの本体には、1)高強度材料であるハステロイ鋼を利用した単純な構造とし、2)部品数を減らしコンパクトな構造であり(70×70×23mm)、O-ringで簡便に圧力シールができるよう仕様にした。また、恒温槽を用いた循環水で簡便に温度を変化させられるようにした。高解像度の顕微観測を行うためには、開口数の高い油浸対物レンズを利用することが必要不可欠であり、高圧セルの観測窓の薄型化(〜0.2mm)に迫られる。そこで、研究代表者らは観測窓を小さくすることで(〜0.2mm)、耐圧性能と高開口数の両立をはかることにした。観測窓周辺のデザインや加工精度により、耐圧性能にばらつきは生じるものの、おおむね2000気圧程度の耐圧性能を達成させることに成功した。しかしながら、現状のデザインでは、高度な試料調整を伴う生体分子の1分子イメージングを実行することは困難であり、今後観測窓表面を適切に処理できるように改良を加え実用化に向けて検討を重ねる予定である。

这项研究的目的是开发一种显微观察系统，能够对蛋白质施加压力引起的结构变化和功能调节进行单分子测量。先前的研究表明，蛋白质之间的分子间力受到数千个大气压的压力调节。 2007财年，我们致力于开发一种高压室，该高压室能够实现高分辨率显微观察，同时保持约2000 atm的耐压性，从而能够调节蛋白质-蛋白质相互作用。为了拥有高度通用的实验系统，必须能够使用市售光学显微镜进行实验。因此，高压单元的主体具有 1) 使用高强度材料哈氏合金钢的简单结构，以及 2) 零件数量减少的紧凑结构 (70 x 70 x 23 mm) 和一个简单的 O 形环，旨在提供压力密封。另外，可以通过使用恒温槽循环水来轻松改变温度。为了进行高分辨率显微观察，必须使用高数值孔径的油浸物镜，并且高压池的观察窗必须做得更薄（~0.2 mm）。因此，研究人员决定将观察窗做得更小（~0.2毫米），以实现耐压和高数值孔径的兼顾。尽管由于观察窗周围的设计和加工精度而导致耐压性存在差异，但我们成功实现了约2,000个大气压的耐压性。然而，以目前的设计，很难进行需要先进的样品制备的生物分子的单分子成像，我们将继续改进它，使其能够正确处理观察窗表面并研究其实用化。计划。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Pressure-induced changes in the rotational direction and speed of flagellar motor

压力引起鞭毛马达旋转方向和速度的变化

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nishiyama;M.
通讯作者：
M.

Microscopic analysis of kinesin-microtubule complex under high hydrostatic pressure.

高静水压下驱动蛋白-微管复合物的显微分析。

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
51th Annual meeting of Biophysical Society
影响因子：
0
作者：
Nishiyama M.;Kimura Y;Terazima M.
通讯作者：
Terazima M.

Development of a high-pressure microscope and its application to biological systems.

高压显微镜的开发及其在生物系统中的应用。

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Proceedings of International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science.
影响因子：
0
作者：
Nishiyama M.;Kimura.Y.;Nishiyama Y.;Terazima M.
通讯作者：
Terazima M.

イオンの流れで駆動する生物分子モーター

离子流驱动的生物分子马达

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
化学 62・2
影响因子：
0
作者：
Nishiyama M.;Kimura Y.;Terazima M.;鈴木正康(分担執筆);西山雅祥
通讯作者：
西山雅祥

Pressure-induced reversal in the rotational direction of the bactereial flagellar motor

压力引起细菌鞭毛运动方向的逆转

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nishiyama;M.; Sowa;Y.; Kumazaki;S.; Kimura;Y.; Homma;M.; Ishijima;A.; Terazima;M.
通讯作者：
M.

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