著者

岡田 康志

出版者

独立行政法人理化学研究所

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2013-04-01

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光学顕微鏡の分解能は回折現象により約250nmに制限される。そのため、細胞内で生命現象が展開される場である細胞内小器官や超分子複合体など、大きさ100nm以下の構造のダイナミクスを直接的に観察することは出来なかった。申請者は蛍光分子局在化法、構造化照明法、誘導放出制御法など3つの「超解像法」の生体試料へのアプリケーションを試みてきたが、いずれも高分解能生体イメージングには不十分だった。本研究では、多重化蛍光分子局在化法とワンショット構造化照明法の2つのアプローチで100ms以下の時間分解能と50-80nmの空間分解能による超解像蛍光生体イメージング法の開発を行ってきた。前者では、新規に開発された自発的にブリンキングする蛍光色素と蛍光分子位置決定の新しいアルゴリズム開発により、蛍光分子局在化法の時間分解能を飛躍的に改善した。後者は、構造化照明法の原理とスリット式コンフォーカル顕微鏡の原理の関係に注目した新しい方法で、1枚の取得画像から回折限界の2倍の空間分解能を達成することが出来、構造化照明法による超解像顕微鏡法の時間分解能を100倍向上することに成功した。いずれも、現在、国内メーカーを通じた市販化の準備が進められており、国産超解像技術として社会に還元されることが期待される。また、これまで申請者が推進してきた分子モーターの機能を中心とする細胞内輸送系の研究では、これまで困難であった輸送制御の現場の直接的な観察が可能となり、研究が飛躍的に進展することが期待される。

著者

岡田 康志

出版者

国立研究開発法人理化学研究所

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2014-04-01

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発生過程においては、さまざまな自己組織化現象がみられる。その理論的枠組みとして、チューリング型の反応拡散系がよく知られているが、系に関与する分子数が少数である場合には、少数資源の奪い合いによる自己組織化という形でチューリング型の反応拡散系を実装することが可能である。申請者らは、幼若神経細胞の形態形成過程における細胞内輸送の制御機構が、細胞内輸送という少数資源の奪い合いによる自己組織化の好適なモデル系であると考え、本研究においては、キネシン型分子モーターによる細胞内輸送が、正の協同性と少数資源の奪い合いの効果によって、自己組織化されることを実証した。まず、in vitro再構成系で、微小管とキネシンだけからなる系で、キネシン濃度依存的にキネシンと微小管の相互作用に協同的自己組織化現象が生じることを示した。さらに、その機構を一分子計測と構造解析を組み合わせることによって解明した。一方、細胞内でキネシンと微小管の結合速度定数を直接計測する一分子顕微鏡システムを構築し、これを利用することで細胞内でのキネシンと微小管の結合制御を微小管1本、キネシン1分子のレベルで明らかにした。その結果、細胞内には、キネシンとの親和性が異なる微小管が少なくとも4種類存在し、キネシンとの結合や微小管自身のダイナミクス、翻訳後修飾など様々な系によって複雑に制御されていることが示唆された。

著者

岡田 康志 高井 啓 島 知弘 池田 一穂 伊藤 陽子

出版者

国立研究開発法人理化学研究所

雑誌

基盤研究(B)

巻号頁・発行日

2013-04-01

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細胞内物質輸送のナビゲーション機構はこれまでほとんど判っていなかった。我々は、微小管がGTP結合状態とGDP結合状態で異なる構造をとることを示し、神経細胞軸索起始部に局在するGTP結合型微小管が軸索輸送のナビゲーションを行うという新しい概念を提唱している。本研究は、これを発展させ、以下の3つの課題を通じて細胞内物質輸送のナビゲーション機構の基本原理を解明した。①分子モーターの運動性に対する微小管の構造状態の影響の解析と、その分子機構の解明、②微小管の構造状態が細胞内の位置特異的に制御される機構の解析、③非神経細胞における分子モーターのナビゲーション機構の解析

著者

岡田 康志 川口 喬吾 池崎 圭吾 佐々 真一 神原 丈敏 榎 佐和子

出版者

東京大学

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2019-06-28

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生体分子モーターのin vitro での1分子計測を契機に、少数分子の非平衡系に対する統計力学・情報熱力学理論が近年大きく発展した。しかし、より生理的な条件あるいは細胞内での生体分子の挙動の理解には至っていない。本研究では、in vitro および細胞内での1分子計測と理論研究のフィードバックにより、細胞内のような本質的に非平衡な混雑環境を前提とした統計力学・情報熱力学の理論構築を行い、実際の生体分子機械に対してこれを適用することで、生体分子機械の設計原理の解明を行う。

著者

岡田 康志

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2019-06-28

著者

林 久美子 丹羽 伸介 池田 一穂 岡田 康志

出版者

東北大学

雑誌

基盤研究(B)

巻号頁・発行日

2014-07-18

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分子モーターキネシンやダイニンによるオルガネラ輸送は医療や美容と関連が深い。例えばアルツハイマー病などの神経疾患では軸索輸送障害が問題となるし日焼けの原因となるメラニン色素の顆粒輸送もキネシンやダイニンが担う。非平衡統計力学は輸送を扱う学問であるが、非平衡統計力学の恒等式をこのような輸送に応用した。これらの輸送は非平衡確率過程とみなせるからである。具体的にはシナプス小胞前駆体輸送とメラニン色素顆粒輸送を調べた。前者では恒等式の利用でシナプス形成位置に異常がでる変異体において物理的要因を突き止めた。後者ではダイニン阻害剤シリオブレビンの効果を輸送に関連する力や分子モーターの数から評価した。

著者

岡田 康志

出版者

日本結晶学会

雑誌

日本結晶学会誌 (ISSN:03694585)

巻号頁・発行日

vol.65, no.1, pp.26-32, 2023-02-28 (Released:2023-03-08)

参考文献数

27

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The resolution of the optical microscope was limited by diffraction. Recent advances in the super-resolution microscope have broken this barrier. In this review, its limitations and future perspectives are discussed.

著者

安藤 敏夫 伊藤 隆 杉田 有治 南後 恵理子 安永 卓生 岡田 康志 神田 元紀

出版者

一般社団法人 日本生物物理学会

雑誌

生物物理 (ISSN:05824052)

巻号頁・発行日

vol.61, no.2, pp.111-118, 2021 (Released:2021-03-25)

著者

犬塚 悠剛 岡田 康志

雑誌

第61回日本生物物理学会年会

巻号頁・発行日

2023-10-25

著者

岡田 康志

出版者

一般社団法人 日本生物物理学会

雑誌

生物物理 (ISSN:05824052)

巻号頁・発行日

vol.60, no.3, pp.188-189, 2020 (Released:2020-05-27)

参考文献数

5

著者

岡田 康志 松岡 里実 石島 秋彦 伊藤 創祐 川口 喬吾 池崎 圭吾 澤井 哲 佐々 真一 神原 丈敏 榎 佐和子 竹内 一将 猪股 秀彦 沙川 貴大 青木 一洋 小林 徹也 中島 昭彦 福岡 創

出版者

東京大学

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2019-06-28

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本領域は、生命現象を分子レベルから定量的に計測する技術の発展と、非平衡系の統計力学・情報熱力学理論の深化を背景とした、両者の融合領域である。生命現象の理解という具体的な課題に対して「情報を力、エネルギーと同列に物理的対象として議論する新しい物理学」を構築することで、生物学と物理学の間の新たな学際領域を開拓する。この目的を達成するために、本総括班は、領域内での生物系の実験研究と物理系の理論研究の学際融合研究を推進する

著者

岡田 康志

出版者

一般社団法人 日本生物物理学会

雑誌

生物物理 (ISSN:05824052)

巻号頁・発行日

vol.57, no.4, pp.175, 2017 (Released:2017-07-28)

著者

岡田 康志

出版者

一般社団法人 日本生物物理学会

雑誌

生物物理 (ISSN:05824052)

巻号頁・発行日

vol.60, no.3, pp.188-189, 2020

著者

岡田 康志

出版者

東京大学

巻号頁・発行日

2011

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博士論文