研究テーマ

1分子計測を体験する

配属研究室・研究室主宰者（場所）

細胞動態計測研究グループ柳田敏雄（OLABB）

生命活動の維持に必須な運動機能を直接的に担う分子モーター・ミオシンを蛍光標識し、その分子動態を１分子レベルで観察もしくは力学的な操作を行う。２種類のミオシン（ミオシンV, VI）のステップパターンを解析し、ステップ様式の違いを検証する。細胞形態変化等に伴う細胞内のダイナミックな環境変化にミオシンが柔軟に対応し、生理的機能を果たす機構を明らかにするための、1分子イメージングや力学操作、モーター集合体の自己組織化のデザインを通したボトムアップアプローチを体験する。

研究テーマ

全反射蛍光顕微鏡を用いた細胞内１分子イメージング解析

配属研究室・研究室主宰者（場所）

細胞シグナル動態研究グループ上田昌宏（OLABB）

全反射照明はカバーガラス近傍の数百ナノメーターにある蛍光分子のみを励起するため、背景光によるノイズを軽減し、感度良く蛍光分子を観察することができる。このため、全反射照明蛍光顕微鏡を用いれば、生きた細胞膜上に存在する蛍光標識した分子の挙動を１分子レベルで観察し、追跡することができる。この実習では、GPCR型の受容体や膜結合性のシグナル蛋白質を生きた細胞内で1分子レベルで可視化し、その動態の解析を行なう。こうした細胞内１分子イメージング解析を用いた細胞内シグナル伝達研究にふれる機会とする。

研究テーマ

生物顕微鏡を設計し構築し、観察する

配属研究室・研究室主宰者（場所）

先端バイオイメージング研究チーム渡邉朋信（OLABB）

本チームでは、観察したい対象に最適な光学顕微鏡を、自ら構築し、計測を行っている。そのため、チーム内の研究者は、特定の専門領域だけではなく、遺伝子工学、細胞生物学、物理学、工学など、多岐に渡る知識と技術を必要とする。今回のQBiCスプリングコースでは、参加者に、その一端を体験して頂くために、蛍光を発する細胞を観察することを例題とした場合の我々が行う一連の作業を実習として予定している。具体的には、細胞への遺伝子導入、細胞培養を行うと同時に、レンズやミラーの光学特性を学び、顕微鏡の設計、および、構築を行う。事前知識の有無は問わないが、分野の壁を超える気合のある参加者が望ましい。

研究テーマ

１分子から個体レベルまで、ナノプローブによる蛍光イメージング

配属研究室・研究室主宰者（場所）

ナノバイオプローブ研究チーム神隆（OLABB）

生命科学研究にとって、蛍光プローブを使ったバイオイメージングは必須技術である。近年、有機色素、蛍光蛋白質に続いて、半導体、シリカ、ダイヤモンドなどのナノ粒子による蛍光プローブの開発が盛んである。これらナノ粒子蛍光プローブの中で最も実用化が進んでいるのは、半導体のナノ粒子(量子ドット)であり、実習では量子ドットを使った蛍光イメージング用ナノプローブを作製し、生細胞での膜蛋白質の１分子イメージングおよびマウスを使った近赤外生体蛍光イメージングを体験する。

研究テーマ

細胞変化の瞬間、分子群のうごめきをすぐ追跡

配属研究室・研究室主宰者（場所）

一細胞質量分析研究チーム升島努（OLABB）

世界で初めての細胞内の分子群のリアルタイム追跡、これは生命科学のスピードと質を変えるかもしれません。アレルギー細胞や植物細胞をミクロに覗きながら、狙った時に狙った場所のうごめく分子群を補足、超感度質量分析という方法で分子群の種と量を捉えます。世界オンリーワンの体験をして見て下さい。

研究テーマ

多細胞生物の発生動態を４次元顕微鏡で観察し解析する

配属研究室・研究室主宰者（場所）

発生動態研究チーム大浪修一（神戸）

受精卵が分裂を繰り返して３次元的な多細胞構造を形成する多細胞生物の発生の動態を４次元顕微鏡を用いて観察する。さらに、細胞核や細胞膜をGFP標識した胚を、４次元構想共焦点顕微鏡を用いて撮影する。画像処理を使って、撮影した画像から発生中の細胞核や細胞膜の動態を４次元計測し、発生の動態を定量解析する。

研究テーマ

超解像顕微鏡を用いた神経細胞・細胞内小器官のライブイメージング

配属研究室・研究室主宰者（場所）

細胞極性統御研究チーム岡田康志（OLABB）

2014年、超解像顕微鏡法がノーベル化学賞に輝きました。しかし、3次元超解像顕微鏡による細胞内の高分解能ライブ観察には、まだ世界中で数カ所でしか成功していません。本実習では、皆さんにこの世界最先端の前人未踏の地を散策して貰いたいと思っています。ニューロン、軸索、樹状突起、シナプス、スパイン…あるいは、ミトコンドリア、小胞体(ER)、ゴルジ体、リソソーム、エンドソーム…
これら神経細胞の様々な構造部位や、細胞内小器官の名前は教科書で目にしたり、授業で耳にしたりしたことがあるのではないでしょうか。では、実際に見たことはありますか？
まだ誰も見たことのない、これらの構造の真の姿を、自分自身の目で見てみたいと思いませんか？

研究テーマ

細胞内分子ダイナミクスのシミュレーション

配属研究室・研究室主宰者（場所）

生化学シミュレーション研究チーム高橋恒一（OLABB）

細胞シミュレーター「E-Cell」を用い、分子ひとつひとつの運動まで考慮した１分子粒度で細胞内の生化学反応経路が機能する様をシミュレーションします。シミュレーションモデルの作成の基礎、高性能計算機を用いた計算実験の計画と実行、さらに「顕微鏡まるごとシミュレーター」を使った計算結果の可視化までの一連の研究の流れを体験します。予備知識は必要ありません。

研究テーマ

進化の軌跡を実験室で解析する

配属研究室・研究室主宰者（場所）

多階層生命動態研究チーム古澤力（OLABB）

生物システムは、環境の変化に対して柔軟に適応・進化することが可能である。その適応進化のダイナミクスを解析するために、ストレス環境下での大腸菌の進化実験によって得られたストレス耐性株について、マイクロアレイを用いた網羅的発現解析あるいは次世代シーケンサを用いた変異解析を行う。そうしたデータを統合することを通じて、大腸菌がどのような適応進化のメカニズムを持っているか議論する。