超解像・一分子イメージングによる微小管内腔結合タンパク質の解析

使用超分辨率/单分子成像分析微管腔结合蛋白

• 批准号: 22H02798
• 负责人: 岡田 康志
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02798/
• 关键词: 微小管; 一分子計測; 微小管内腔結合タンパク質; 一分子イメージング; 超解像顕微鏡法

本研究では、微小管内腔結合タンパク質(microtubule inner proteins, MIPs)について、軸糸微小管以外の細胞質微小管にも存在するのだろうか？　また、MIPsが微小管のどこから内腔に進入し、どのように、そしてどのような機能を果たすのか、という問いに答えることを目的としている。そのために、近接ラベル法により微小管内腔に局在するタンパク質を網羅的に検索する。また、超解像ライブイメージング法、高速高分解能一分子計測とクライオ電子顕微鏡法を組み合わせる。これにより、① 細胞質微小管MIPsの網羅的同定、② MIPsは細胞内のどの微小管のどこから内腔に進入するのか、③ MIPsは細胞内でどのような機能を果たすのか、の3つの問いにアプローチする。① については、MIPsの網羅的検索のために、微小管内腔側と表面側にビオチン化酵素(TurboID)を導入した細胞をそれぞれ作成し、選択的に微小管内腔側あるいは外側表面を標識できるかの条件検討を開始した。② については、MIPs動態計測の基礎として、αTATをモデル系とした蛍光一分子イメージングに着手した。細胞内での計測結果から、互いに矛盾する2つの先行研究の結果についての統一的な解釈を示唆する結果が得られた。③ については、高い分解能でMIPsの微小管に対する局在を可視化するため、ナノメートル分解能の超解像蛍光顕微鏡法の技術開発にとりくみ、予備的な結果が得られつつある。

在这项研究中，微管内蛋白（MIP）是否存在于轴向微管以外的细胞质微管中？目的是回答MIPS进入微管的管腔，如何执行功能的问题。为此，使用接近标记方法用于全面搜索微管腔中局部的蛋白质。它还结合了超分辨率的实时成像，高速，高分辨率的单分子测量和冷冻电子显微镜。这涉及三个问题：1）细胞质微管MIPS的全面鉴定，2）细胞内的微管以及MIPS进入管腔的位置，以及3）MIP在细胞内执行的功能。关于①，为了详尽地搜索MIP，引入了带有生物素化酶（涡轮）的细胞在微管和表面侧创建，并开始检查条件，以查看是否可以选择性地标记微管腔或外表面。关于②，我们开始使用αTAT作为模型系统成像单分子荧光分子作为测量MIPS动力学的基础。细胞内测量表明对两项彼此不一致的两项研究结果的统一解释。 ③对于③，通过为纳米分辨率的超分辨率荧光显微镜开发技术，从而获得了初步结果，以形象可视化MIP在高分辨率下将MIPS定位到微管上。

项目成果

機械学習・人工知能を活用したライブセルイメージング

使用机器学习和人工智能的活细胞成像

• 发表时间: 2023
• 作者: Saji Takeshi;Nishita Michiru;Ikeda Kazuho;Endo Mitsuharu;Okada Yasushi;Minami Yasuhiro;岡田 康志
• 通讯作者: 岡田 康志

シン・ライブセルイメージング

Shin活细胞成像

• 发表时间: 2022
• 作者: 岡田 康志

蛍光ライブセルイメージングの限界への挑戦

挑战荧光活细胞成像的极限

• 发表时间: 2023
• 作者: Saji Takeshi;Nishita Michiru;Ikeda Kazuho;Endo Mitsuharu;Okada Yasushi;Minami Yasuhiro;岡田 康志;岡田 康志
• 通讯作者: 岡田 康志

Toward super spatiotemporal resolution fluorescence microscope for live imaging of molecules and cells

用于分子和细胞实时成像的超时空分辨率荧光显微镜

• 发表时间: 2022
• 作者: Yunce WANG;渡邉裕介;田中裕樹;岩瀬晃康;栗原裕基;八代健太;川村晃久;中川修;岡田 康志;岡田 康志;岡田 康志
• 通讯作者: 岡田 康志

分子・細胞のライブイメージングからバイオDXへ

从分子和细胞的实时成像到bioDX

• 发表时间: 2022
• 作者: Yunce WANG;渡邉裕介;田中裕樹;岩瀬晃康;栗原裕基;八代健太;川村晃久;中川修;岡田 康志
• 通讯作者: 岡田 康志