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電子線トモグラフィーと単粒子解析法による生体超高分子の構造解析

使用电子断层扫描和单粒子分析对生物超聚合物进行结构分析

基本信息

批准号：
17053012
负责人：
岩崎憲治
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17053012/
关键词：
電子顕微鏡トモグラフィー単粒子解析法インテグリン

项目摘要

本研究の計画通り、まず、シミュレーションによる三次元再構成像の分類を評価した。得られた情報から、k-means法等の一般的な分類方法だけでは、どの程度まで細かく分類してよいかの指標を作製するのが難しく、新たに三次元画像分類用のアルゴリズムの開発が必要なことが判明した。次に実際の試料を用いた実験として2種類のインテグリンの電子線トモグラフィーを行った。RGD結合型インテグリンとしてその生化学的性質がよく研究されているインテグリンαIIbβ3を、コラーゲン結合型として、I-domainを含むα2β1を試料として撰んだ。それぞれ、不活性な状態を再現できるCLASPをサブユニット間に挿入したもの、CLASP間を切断し、活性型のコンフォメーションをとりやすくしたものを用意し、まず、2次元での単粒子解析を行った。予想通り、折れ曲がり構造と延長構造とが明瞭に観察された。現在、これらの電子線トモグラフィーのデータを大阪大学超高圧電子顕微鏡センターの透過型電子顕微鏡H9500SDと自動電子線トモグラフィーソフトEMMENU3を使用して取得、解析中である。また、二軸傾斜による撮影を細胞外タンパク質Reelinの変異型を用いて、行い、わずか10個の粒子から、信頼性の高い三次元再構成像を本方法で得られることを示した(投稿中)。インテグリンやReelinの電子線トモグラフィー解析を行う際に問題となったのは、これらタンパク質のトモグラフィー解析をする専門のプログラムがないことである。画像解析上の多くの問題点の克服を含め、専用ソフトウエアの開発を九州工業大学安永助教授との共同研究で進めている。現在は、通常61枚〜121枚にもなる傾斜像シリーズのなかのわずか一枚の画像でタンパク質粒子の座標を与えてやれば、全て自動でそれぞれの粒子の三次元再構成像が得られるところまで成果をあげている(投稿準備中)。

This study aims to evaluate the classification of three-dimensional reconstruction images by means of image classification, image classification and image reconstruction. General classification methods such as the k-means method and the like are used to determine the difficulty and necessity of developing indicators for classification of three-dimensional images. In the second instance, the test material is used to test the electronic wiring of the two kinds of materials. The biochemical properties of the RGD binding type are studied in detail. The αIIbβ3 binding type is studied in detail. The α2β1 binding type is studied in detail. For example, when the CLASP is inactive, the CLASP is inactive, and the CLASP is inactive. To understand, fold and bend structure and extension structure and understand. Osaka University Ultra-high Voltage Electron Micromirror H9500SD Transmission Electron Micromirror H9500SD Automatic Electron Micromirror EMMENU3 Acquisition and Analysis This method is shown in this paper.(Submission in progress). The electronic wiring of Reelin and Reelin is analyzed during operation. The solution of many problems in portrait analysis includes the development of software and the joint research of Ernst & Young Assistant Professor of Kyushu University of Technology. Currently, there are usually 61 to 121 tilted images, and the coordinates of a single image are automatically reconstructed into three-dimensional reconstructed images of particles (submission preparation in progress).