研究組織

A01班　少数性の生物学研究に必要な技術開発と整備

本研究領域が目指す「数」の観点でタンパク質の反応を論じるには、先ずどの細胞がどのタンパク質を何個有しているのかに関する情報を取得しなければなりません。このために内在性の任意のタンパク質を計数できる1細胞デジタルELISA法を開発し、これを利用して網羅的に細胞内タンパク質数を決定し、プロテオームマップ上にその個数情報を追加します（野地）。また、蛍光標識した外来性のタンパク質を生きた細胞内の局所領域（数10 nmの空間スケール）でビデオレート計数観察できる高速超解像蛍光顕微鏡（渡邉）を開発すると共に、NVCナノダイヤモンド標識した外来性タンパク質をビデオレート以上の時間分解能で長時間計測できる電子スピン共鳴顕微鏡（杤尾）、タンパク質の構造変化をビデオレートで捉える事ができる高速AFM（内橋）も整備し、タンパク質の数をその他のパラメータと同時解析できるようにします。さらに、タンパク質リン酸化や細胞内イオンなどの計数観察を可能とする蛍光タンパク質、蛍光化合物、蛍光アプタマーなどの分子ツールの開発も行います（永井、金原、堀川）。

A01-1班　　細胞内分子数を定数解析するデバイスの開発－少数生体分子の計数化技術－

氏名：

野地　博行　　HP

機関：

東京大学・工学系研究科

専門分野：

マイクロデバイス

役割分担：

無標識生体分子計数デバイスの開発

研究の目的

「少数性生物学」を確立するために、細胞内にごく少数しか存在しないタンパク質の数を1細胞ごとに計測し、さらにそのダイナミクスを明らかにするための新しい技術開発を行います。具体的には(1)1分子デジタルELISA法を利用した1細胞タンパク質計数法、(2)超解像顕微鏡と改変型蛍光タンパク質に基づいた1細胞タンパク質計数法、に集中的に取り組みます。(1)は破壊法ではあるが無標識でタンパク質数を決定することができ、(2)は標識が必要であるが非破壊的にリアルタイム計測ができます。このように、2つの手法は相補的であり、これによって、本領域における様々な技術的課題に柔軟に対応することが可能となります。

	氏名	機関	専門分野	役割分担
研究分担者
	渡邉　朋信 HP	独立行政法人理化学研究所・ 生命システム研究センター	生物物理工学	高速超解像蛍光顕微鏡の開発
	市村　垂生 HP	独立行政法人理化学研究所・ 生命システム研究センター	非線形光学	非線形光学原理の基盤研究
連携研究者
	藤田　克昌 HP	大阪大学・工学研究科	非線形光学	光学系構築に関するノウハウの提供

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A01-2班　　分子プローブと光摂動ツールの開発－少数生体分子の可視化・操作技術－

氏名：

永井　健治　　HP

機関：

大阪大学・産業科学研究所

専門分野：

分子生物工学

役割分担：

機能性タンパク質のデザインと開発

研究の目的

少数個の要素が支配的な働きをする少数ネットワークシステムを理解するためには、従来行われてきた薬剤などの過剰刺激、遺伝子やタンパク質の過剰発現/発現抑制という“極限状況下”における表現系の解析ではなく、“生理的環境と同等の状況”で、生理的変動程度の摂動を与え、高い時空間分解能で起きている現象を解析することが肝要です。そこで本研究では、少数分子間、少数細胞間における協同性の誘発機構にアプローチ可能にすることを目標に、“自発的”に生じる現象を分子レベルで超解像計数化・操作する技術を創出します。また、具体的な対象の１つとして、極微弱なシグナルによって誘発される細胞の走化性や走光性の頑健性に着目し、研究を展開します。

	氏名	機関	専門分野	役割分担
研究分担者
	金原　数 HP	東北大学・ 多元物質科学研究所	合成有機化学	機能性有機化合物の合成
	堀川一樹	徳島大学・ ヘルスバイオサイエンス研究部	発生生物学	機能性分子導入細胞の作成／解析
連携研究者
	山東信介	東京大学・工学系研究科	化学生物学	機能性化合物作成に関する助言
	浦野泰照 HP	東京大学・医学系研究科	合成有機化学	機能性有機化合物作成に関する助言
	小澤岳昌 HP	東京大学・理学系研究科	分析化学	生体分子操作・分析に関する助言
	松田知己 HP	大阪大学・産業科学研究所	タンパク質工学	機能性蛍光プローブの開発
	新井由之 HP	大阪大学・産業科学研究所	生物物理学	顕微鏡光学系構築に関する助言

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