Development of highly-biocompatible super-resolution fluorescence polarization imaging

高度生物相容性超分辨率荧光偏振成像的开发

基本信息

批准号：
22K04891
负责人：
和沢鉄一
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究の目的は、超解像蛍光偏光イメージング技術を開発し、細胞中の蛍光標識タンパク質複合体の蛍光偏光測定を通して、複合体の配向および秩序化と細胞生理機能との関係を解析するための方法論を確立することである。具体的な実施項目は、(1)低強度照明光による細胞適合性の高い超解像蛍光偏光顕微鏡装置の開発、(2)超解像蛍光偏光顕微鏡観察で得られたデータから試料中の蛍光標識物体の配向と配向秩序を高空間分解能で算出する解析手法開発、そして(3)細胞内のタンパク質複合体の配向および配向秩序解析へ向けた超解像蛍光偏光イメージング技術の応用である。本年度は、我々が開発した高生体適合性超解像顕微鏡であるSPoD-OnSPAN超解像蛍光顕微鏡の改変を行い、試料中の蛍光物体の配向および配向秩序の画像を測定するためのメソッド開発を行った。SPoD-OnSPAN超解像蛍光顕微鏡では、光スイッチング蛍光タンパク質で蛍光標識した細胞試料を観察し、周期的に変化する偏光パターンを有する励起光およびスイッチング光を試料に照射することで、試料が発生する蛍光の周期的変動（蛍光変調）を誘起する。そこで、SPoD-OnSPAN超解像蛍光顕微鏡で蛍光変調を含む蛍光画像時系列を撮影・記録し、次いでフーリエ解析を行うことで試料中の蛍光の強度、変調深度、そして変調位相を算出し、それぞれを画像化する手順の開発を行った。この解析法によって、変調深度画像からは蛍光プローブの配向秩序の空間分布情報、そして変調位相画像からは蛍光プローブの配向方向の空間分布情報を得ることに成功した。

这项研究的目的是开发超分辨率的荧光极化成像技术，并建立一种方法，以通过荧光极化测量细胞中荧光标记的蛋白质复合物来分析复杂取向与顺序和细胞生理之间的关系。具体实施项目包括（1）使用低强度照明光使用高细胞兼容的超分辨率荧光极化显微镜的开发，（2）开发一种分析方法，该方法的开发是从超级分辨率的荧光极光显微镜观察中获得的样品中荧光标记物体的方向和定向顺序的分析方法的开发荧光极化成像技术，用于分析细胞中蛋白质复合物的方向和方向顺序。今年，我们修改了Spod-onspan超分辨率荧光显微镜，这是一种高度生物相容性的超分辨率显微镜，并开发了一种用于测量样品中荧光对象的方向和方向顺序的方法。在Spod-onspan超分辨率荧光显微镜中，观察到荧光标记的荧光标记的细胞样品，观察到荧光和转换光的激发光和开关光在样品中受到周期性波动（荧光调节）的周期性变化（荧光调节）。因此，开发了一种程序来对荧光图像的图像和记录时间序列，包括使用Spod-onspan超分辨率荧光显微镜，然后进行傅立叶分析以计算样品中的强度，调制深度和荧光相位，并进行每个图像。该分析方法成功地从调制深度图像中成功地获得了荧光探针的方向顺序的空间分布信息，并从调制相位图像的荧光探针方向沿荧光探针的方向上获得了空间分布信息。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

「細胞に優しい超解像イメージング」，CSJカレントレビュー45「生体分子環境の化学」

“细胞友好的超分辨率成像”，CSJ Current Review 45“生物分子环境化学”

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tetsuichi Wazawa;Kai Lu;Takeharu Nagai;野間涼平，和沢鉄一，永井健治；日本化学会編
通讯作者：
野間涼平，和沢鉄一，永井健治；日本化学会編

細胞内の温度を0.1℃の分解能，そしてサブミリ秒の分解能で測定する蛍光タンパク質の開発

开发出分辨率为 0.1°C 和亚毫秒分辨率的荧光蛋白来测量细胞内温度

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
月刊・細胞
影响因子：
0
作者：
和沢鉄一，魯慨，永井健治
通讯作者：
和沢鉄一，魯慨，永井健治

遺伝的にコードされた高速応答蛍光性温度指示薬によるミリ秒細胞内熱輸送プロセスの観察

使用基因编码的快速响应荧光温度指示器观察毫秒细胞内热传输过程

DOI：
10.18958/7173-00003-0000351-00
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Fujishiro Takashi;Nakamura Ryosuke;Kunichika Kouhei;Takahashi Yasuhiro;Sugiura K & Nagai T;和沢鉄一，魯　慨，永井健治
通讯作者：
和沢鉄一，魯　慨，永井健治

Joule heat production in cells

细胞中产生的焦耳热